Co je dirigentské pásmo?

Používaný v kvantové mechanice, termín vodivý pás se odkazuje na oblast kombinovaných orbitals nebo pás, pro elektrony v molekule. Na rozdíl od valenčního pásma dirigentský pás málokdy obsahuje elektrony. Ve vzrušených stavech se elektrony na okamžik přesunou do vodivého pásma, než uvolní svou energii a klesnou zpět do nižších elektronových orbitálů. Porozumění chování elektronů s ohledem na toto pásmo je užitečné při porozumění chování různých látek. V kvantové mechanice je koncept vodivého pásma řešen v teorii pásma.

Atomy jsou uspořádány s protony - pozitivně nabitými částicemi - a neutrony - neutrálními částicemi - seskupenými ve středu. Elektrony - malé záporně nabité molekuly - obíhají kolem centrální kupy, podobně jako planety ve sluneční soustavě obíhají kolem Slunce. Stejně jako planety, elektrony mají nastaveny oběžné dráhy. Na rozdíl od planet se však elektrony mohou přesunout na jinou orbitu, pokud získají dostatek energie.

Obecně jsou elektrony nalezeny v nižších orbitálech atomu. Elektrony vždy vyplní nejnižší orbitální první, pouze se posunou k dalšímu, když je vyplněn první. Toto přirozené umístění se nazývá atomový základní stav.

Valenční elektrony jednoho atomu, nebo ty, které se obvykle nacházejí v nejvzdálenějším pásmu orbitálů pozemního státu, lze sdílet s jinými atomy. V kovalentních vazbách sdílejí valenční elektrony více atomů své orbitaly. Původní orbity valenčních elektronů se společně rozmazávají a vytvářejí v molekule valenční pás.

Když elektrony získají energii nebo dosáhnou vzrušeného stavu, mohou se přesunout na vyšší orbitaly, které se nacházejí ve vodivém pásmu. Elektrony musí mít dostatek energie, aby přeskočily neelektronovou oblast nebo pásmovou mezeru, aby dosáhly vodivého pásma. Protože elektrony nakonec dávají přednost tomu, aby byly v základním stavu, jednou ve vodivém pásmu, uvolňují energii ve formě světelných fotonů a klesají zpět na své orbitály valenčního pásma. Celková doba, po kterou je elektron ve vodivém pásmu, je kratší než jedna sekunda.

Schopnost elektronů dosáhnout vodivého pásma určuje elektrickou vodivost objektu. Různé látky mají různé velikosti mezer v pásmu, takže některé látky vyžadují méně energie k pohybu elektronů mezi orbitaly. Například vodiče mají malou pásmovou mezeru, takže elektrony nevyžadují tolik energie, aby přeskočily tuto minimální mezeru a dosáhly vodivého pásma. Proto jsou vodiče ideální pro vedení elektřiny. Naopak izolátory mají velmi velkou mezeru v pásmu, takže pro elektrony potřebují výrazně více energie, aby skok provedl, a proto nevedou dobře k elektřině.