DSCN2171

Tomasz Andryszewski

ĆWICZENIE NR 7

Wyznaczanie energii aktywacji przewodnictwa elektrycznego dla natywnego poli(3alkilotiofenu) w obszarze domieszkowym i samoistnym.

Istnieje kilka teorii, które wyjaśniają istotę przewodnictwa, a także odpowiadają na pytania, dlaczego pewne substancje są przewodnikami, a inne izolatorami. Teorie te w dość przystępny sposób wyjaśniają zmianę przewodnictwa substancji wraz ze zmianą temperatury. Jedną z nich jest tzw. Teoria pasmowa ciała stałego, u której podstaw leży teoria orbitali molekularnych. Teoria pasmowa ciała stałego, zakłada, że energia poziomów energetycznych w ciele stałym (poziomów zapełnionych, jak i nie), a także różnice w energii poszczególnych poziomów są odpowiedzialne za elektryczne właściwości danego materiału.

Spróbujmy wyjaśnić sobie teraz co to tak naprawdę jest ten poziom energetyczny i pasmo? Wiemy, że gdy łączą się ze sobą dwa orbitaliie typu s, to w wyniku kombinacji liniowej tych orbitali uzyskujemy dwa nowe poziomy energetyczne o_s i a_s*. Poziom wiążący położony jest energetycznie niżej niż wyjściowe orbitalne atomowe, i jest odpowiedzialny za charakter wiążący powstałego wiązania chemicznego. Drugi orbiti molekularny, położony jest wyżej, co powoduje, że odpowiada za oddziaływania antywiążące. Sytuację tą obrazuje poniższy schemat.

Ale jeżeli w kombinację liniową wejdzie więcej orbitali atomowych wówczas sytuacja poziomów energetycznych ulegnie pewnej zmianie. Poniższy rysunek obrazuje, w jaki sposób powstają obitale molekularne, gdy łącza się z sobą 3 i 4 jednakowe orbitalne atomowe

^us

/-V

/ V / \

Widzimy, że odstępy' energetyczne pomiędzy nowo powstałymi orbitalami molekularnymi uległy wyraźnemu zmniejszeniu. Teoria pasmowa zakłada, że w ciele stałym, orbitalite atomowa wszystkich atomów łączą się razem dają jeden wspólny orbita molekularny. Jeżeli w ciele stałym nagle łączy się z sobą ogromna liczba atomów, wówczas odstępy pomiędzy nowo powstałymi orbitalami molekularnymi (powstałymi z tych samych orbiatli cząsteczkowych), są tak małe. że praktycznie wszy stkie tworzą coś. co nazywamy pasmem. Ilość powstałych orbitali atomowych wiążących jest zawsze równa ilości orbitali amy•wiążących, (rysunek poniżej)

5

Każdy z orbitali Is, 2s. 2p. pasmo, stąd też teorię tę pasmową teorią ciała stałego.

tworzy własne nazywamy Tak jak w t^oT^j

13