462 2

dwa elektrony, więc dla tych pierwiastków pasmo walencyjne w o

tri

wpływem zewnętrznego pola elektrycznego uczestniczyć w przewodzeń ^ i*

Prądu

t4 V*tASNO$tt EU-KTnvCZWE MATERIAŁÓW

14 2 2. Struktura pasmowa metali

Strukturę pasmom sodo pr7cd.siuw.0n0 schematycznie na ry* ,₄₄ uwiera i I elektronów, a jego stmktura elektronowa _JCSt następu,* _a ,    ^

Dla równowagowej odległość, między atomami w krystalicznym sod/, ^2p'^h‘ towancj przez limę pionowy na rys. 14 4. wewnętrzne poziomy cner_mv "***«*• rozszczepione, natomiast poziom walencyjny, ze względu na oddz, ,_łvv,. ^{c n,c} '-i mne elektronów z zewnętrznych powłok sysiedmeh atomów, uległ _ro/?"^{C W/a}Jc-wpjsmo. nazywane pasmem walencyjnym Atom sodu i atomy pozostał??^P'^Cn,u alkalicznych grupy I układu okresowego pierwiastków mają tylko _JCde'r _|^niCIaJ' walencyjny znajdujący się na podpowłoce r. Ponieważ podpowloka v _mo>,.' ^{C cktr}'>n w połowie zapełnione. Wzrost temperatury powoduje wzbudzanie elekt,¹?' ‘^ylk° pustych stanów energetycznych w paśmie walencyjnym i wobec tego inog™-elektrycznego.

Strukturę pasmową magnezu przedstawiono schematycznie n _r Atomy magnezu o strukturze elektronowej ls²lr²2p⁶3s² oraz pozostałych^ ^U'⁵' grupy 2 mają po dwa elektrony w zewnętrznej podpowłoce s. Gdyby te ?.?^CfaIi

RYS. 14.4. Schemat struktury pasmowej sodu: a) przedstawienie cncrgu elektronów. / wykorzystaniem struktury pasmowej, dla równowagowej odległość, międ/y atomami, bj energia clckironów w funkcji odległości między atomami, obrazująca sposób ofrzymania przedstawione) na rys a struktury pasmowej. Dobra przewodność elektryczna sodu wynika stąd. ze jego pasmo walencyjne jen zapełnione jedynie w połowie

1* 2 STRUKTURA PASMOWA

pitnie walencyjnym, wówczas byłoby ono całkowicie znajdowały    Wędu na to. t* pasmo przewodnictwa p nakłada się na

zapełnione    £ _cZęść elektronów zamiast w paśmie walencyjnym zajmuje

palmo waleitcyi⁰^ „ _w paśmie przewodnictwa, a ponadto elektrony z pasma .urny o niisrei ^c°^ _być j_atwo w/budzune do dużej liczby mc/apdnionych stanów a akncyjnegoJJJ _jCłW0.względu na to. Ze elektrony mogą być łatwo wzbudzane do p*fin»P"*_{n stan}6w w paśmie przewodnictwa, pierwiastki grupy 2 są metalami rd,'b£ⁿp"*wod»> prąd elektryczny.

RYS 14.5 Sclicmal strukiury pasmowej magnezu. Przy równowagowej odległości między atomami na całkowicie zapełnione pasmo 3* nakłada się puste pasmo 3p

Dobra przewodność elektryczna pozostałych metali jest rezultatem jedynie częściowego zapełnienia przez elektrony pasma walencyjnego, tak jak to występuje w przypadku sodu, lub nakładania się na pasmo walencyjne pustego pasma przewodnictwa, podobnie jak w przypadku magnezu.

Aby jakiś elektron stał się elektronem swobodnym i mógł uczestniczyć w przewodzeniu prądu elektrycznego, musi być wzbudzony, powyżej E_f. do któregoś z pustych stanów energetycznych. W metalach najwyższe pasmo zawierające elektrony jest zapełnione jedynie częściowo lub zachodzi nakładanie zapełnionego pasma walencyjnego na puste pasmo przewodnictwa, wobec czego w sąsiedztwie najwyżej zapełnionego stanu ^znajdują się puste stany energetyczne i dlatego jest wymagana jedynie mała wartość energii, aby elektron przeszedł w stan przewodnictwa Dostarczana, prze/, zewnętrzne pole elektryczne, energia jest wystarczająca do wzbudzenia w metalach dużej liczby elektronów do stanu przewodnictwa, dlatego metale są dobrymi przewodnikami elektryczności.

462

463