O que é uma banda de condução?
Utilizado na mecânica quântica, o termo banda de condução refere -se a uma área de orbitais combinados, ou uma banda, para elétrons em uma molécula. Ao contrário da banda de valência, a banda de condução raramente contém elétrons. Nos estados excitados, os elétrons se moverão para a banda de condução momentaneamente antes de liberar sua energia e voltar aos orbitais de elétrons mais baixos. Compreender o comportamento dos elétrons em relação à banda é útil para entender a maneira como várias substâncias se comportam. Na mecânica quântica, o conceito de banda de condução é abordado na teoria da banda.
Os átomos são dispostos com prótons - partículas carregadas positivamente - e nêutrons - partículas neutras - agrupadas no centro. Os elétrons - pequenas moléculas carregadas negativamente - orbitam o cluster central, semelhantes à maneira como os planetas no sistema solar orbitam o sol. Como os planetas, os elétrons definiram órbitas. Ao contrário dos planetas, no entanto, os elétrons podem se mover para uma esfera diferenteSe eles ganham energia suficiente.
Geralmente, os elétrons são encontrados nos orbitais inferiores de um átomo. Os elétrons sempre preencherão o orbital mais baixo primeiro, passando apenas para o próximo quando o primeiro for preenchido. Essa colocação natural é chamada de estado fundamental do átomo.
elétrons de valência de um átomo, ou os geralmente encontrados na banda mais externa dos orbitais do estado fundamental, são capazes de serem compartilhados com outros átomos. Em ligações covalentes, os elétrons de valência de múltiplos átomos compartilham seus orbitais. Os orbitais originais dos elétrons de valência se embaçam, criando uma banda de valência na molécula.
Quando os elétrons ganham energia ou atingem um estado excitado, eles podem se mudar para orbitais mais altos, encontrados na banda de condução. Os elétrons devem ter energia suficiente para pular sobre uma área não eletrônica ou lacuna de banda, a fim de atingir a banda de condução. Como os elétrons finalmente preferem estar no estado fundamental, uma vez que euNa banda de condução, eles liberam energia na forma de fótons leves e voltam aos orbitais da banda de valência. O tempo total que um elétron está na banda de condução é inferior a um segundo.
A capacidade dos elétrons de atingir a banda de condução determina a condutividade elétrica de um objeto. Substâncias diferentes têm tamanhos de gap de banda diferentes, portanto, algumas substâncias exigem menos energia para mover elétrons entre os orbitais. Por exemplo, os condutores têm uma pequena lacuna de banda, para que os elétrons não requerem muita energia para pular essa lacuna mínima e atingir a banda de condução. É por isso que os condutores são ideais para a realização de eletricidade. Por outro lado, os isoladores têm uma lacuna de banda muito grande, portanto, exigem significativamente mais energia para os elétrons para dar o salto e, portanto, não conduzem bem a eletricidade.