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OM’s para a molécula de Li2(g) 3Li 1s 2 2s1 Somente são consideradas as superposições entre os orbitais atômicos de valência , no caso 2s 2s 2s OA do Li OA do Li OM’s do Li2 σ σ* Ligação Metálica – Teoria das Bandas Um metal como o Li pode ser considerado uma supermolécula OM’s formados pela combinação de OA’s 2s nas “moléculas lineares” Li2, Li3 , Li4 …. LiN ( N→ ∞) LiNLi6 Li4Li2Li Somente metade dos orbitais está preenchida: Banda de condução LiN Uma banda é um conjunto de orbitais moleculares com energias muito próximas Quando uma banda está semipreenchida ou vazia é chamada de banda de condução Um metal possui uma banda de valência parcialmente preenchida (a) (b) (c) E n er g ia Condução de eletricidade pelos metais explicada pela Teoria das Bandas Bandas semipreenchidas a) Níveis que formam uma banda em três partes da amostra b) A aplicação de um campo elétrico produz deslocamento dos níveis: Elétrons próximos ao lado negativo aumentam de energia enquanto os próximos ao lado positivo diminuem de energia c) Alguns Elétrons podem pular para um nível mais baixo, movendo-se da esquerda para a direita através da amostra Se as bandas estiverem completas , não há orbitais vazios do lado direito Não há corrente Intervalo de banda* * Ou separação = Diferença de Energia entre as bandas Banda de Valência: banda ocupada de maior energia Banda de Condução ΔE para o C (diamante) =580 kJmol-1 (um grande ΔE) Poucos elétrons possuem energia suficiente para a promoção para a banda de condução Estrutura de bandas para um isolante Banda de Valência Banda de Condução Estrutura de Bandas de um semicondutor intrínseco ( quando puro) Ex: Si, Ge, Para o Si , ΔE = 107 kJmol-1 ( relativamente pequeno) À temperatura ambiente alguns elétrons são promovidos para a Banda de condução elétrons buracos - - - - + + + + ΔE ΔE = 50-300 kJmol-1 Semiiondutores extrínsecos: O intervalo de banda é controlado através da adição de impurezas: chamado de dopagem Considere a adição de pequenas quantidades de As ( 5 e- de valência) ao Si (4 e- de valência) O As usa 5 elétrons para se ligar ao Si, e o excedente pode ser doado É um Semicondutor do tipo n referente a negativo, o tipo de carga que é móvel Elétron extra Elétron extra Banda de Valência Banda de Condução Nível doador da impureza Semicondutor do tipo n Novo ΔE O Ga tem somente três elétrons de valência e cria um buraco em uma das ligações . A medida que os elétrons se movem para os buracos , os buracos também se movem produzindo corrente elétrica É um Semicondutor do tipo p referente a positivo, o tipo de carga que é móvel elétrons buraco = ausência de elétrons Banda de Condução Nível receptor da impureza Banda de Valência elétron buraco Semicondutor do tipo p Os buracos positivos criados na banda de valência são capazes de se mover sob uma ddp Novo ΔE Célula solar fotovoltaica Uma camada fina de um semicondutor tipo n e outra de um semicondutor tipo p que ao serem unidas forma-se um campo elétrico Ao incidir luz solar sobre o Si tipo n , os fótons chocam-se com os elétrons excitando-os para a banda de condução . O fluxo de elétrons é do Si tipo n para o tipo p
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