1. Geïsoleerde atomen:

* In een geïsoleerd atoom bezetten elektronen specifieke energieniveaus, vertegenwoordigd door discrete energieniveaus. Deze niveaus zijn gekwantiseerd, wat betekent dat elektronen alleen kunnen bestaan ​​bij deze specifieke energiewaarden.

* Elk energieniveau komt overeen met een specifiek atoom orbitaal, zoals S-, P-, D- en F -orbitalen.

2. Atomen samenbrengen:

* Naarmate atomen dichter bij elkaar worden gebracht om een ​​vaste stof te vormen, beginnen hun elektronenwolken met elkaar te communiceren (overlappen).

* Deze interactie zorgt ervoor dat de discrete energieniveaus van individuele atomen worden opgesplitst in een reeks van dicht bij elkaar geplaatste energieniveaus.

3. Vorming van energiebanden:

* Het splitsen van energieniveaus wordt significanter naarmate de afstand tussen atomen afneemt.

* De dicht bij elkaar geplaatste energieniveaus vormen een continue band van toegestane energieniveaus die een energieband worden genoemd .

* Het aantal energieniveaus in een band is gelijk aan het aantal atomen in de vaste stof.

4. Soorten energiebanden:

* valentieband: Deze band wordt gevormd uit de buitenste bezette energieniveaus van de atomen. Het is over het algemeen gevuld met elektronen bij lage temperaturen.

* geleidingsband: Deze band wordt gevormd uit de hogere energieniveaus, die aanvankelijk leeg zijn bij lage temperaturen. Elektronen in de geleidingsband kunnen vrij bewegen en bijdragen aan de elektrische geleidbaarheid.

* verboden band (band gap): Dit is het gebied van energie tussen de valentie- en geleidingsbanden waar geen elektronstaten zijn toegestaan. De breedte bepaalt of het materiaal een geleider, isolator of halfgeleider is.

5. Vul van energiebanden:

* Het vullen van energiebanden hangt af van het aantal valentie -elektronen in de atomen en de grootte van de bandafstand.

* Geleiders hebben een zeer kleine of nul band kloof, waardoor elektronen gemakkelijk van de valentie naar de geleidingsband kunnen springen.

* Isolatoren hebben een grote bandspleet, waardoor het voor elektronen moeilijk is om naar de geleidingsband te gaan.

* Halfgeleiders hebben een matige bandafstand, waardoor sommige elektronen onder bepaalde omstandigheden naar de geleidingsband kunnen gaan (temperatuur, doping).

Samenvattend:

De interactie van atomaire orbitalen wanneer atomen samenkomen om een ​​solide te vormen, leidt tot het splitsen van discrete energieniveaus in continue energiebanden. De vorming van energiebanden is fundamenteel in het begrijpen van de elektrische geleidbaarheid en andere eigenschappen van vaste stoffen.