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  • 1 # 使用者508873978285

    在金屬晶體中,金屬原子靠得很近,可以透過原子軌道組合成分子軌道,以使能量降低。一塊金屬包含數目極多的原子,這些原子的原子軌道可組成極多的分子軌道。例如,1g鈉中約有3×1022個原子,每個鈉子原子用3s軌道組合,可得到約3×1022個分子軌道(其中一半為成鍵軌道,一半為反鍵軌道)。這是一個巨大的數目。因此各相鄰分子軌道間的能級應非常接近。它們實際上連成一片,構成了一個具有一定能量界限(即一定寬度)的能帶。能帶的下半部充滿電子,上半部則空著。這就是金屬鈉結構的能帶模型。

    金屬晶體可以有不同的能帶。已充滿電子的能帶,叫做滿帶,其中電子無法自由流動、躍遷。在此之上,能量較高的能帶,可以是部分充填電子或全空的能帶,叫做空帶,空帶獲得電子後可以參與導電過程故又稱為導帶。金屬中或由於其價電子能帶是半滿的(如金屬納),或價電子能帶雖滿,但與上面的一個空帶部分重疊,等於形成了一個半滿的導帶[如金屬鎂中3s能帶與3p能帶的部分重疊]。導帶中的電子在外電場作用下,可在整個晶體範圍內運動而形成電流。因此,金屬是電、熱的良導體。

    在半導體和絕緣體中,滿帶與導帶之間還隔有一段空隙,被稱為禁帶或禁區。禁帶的寬度隨物質的不同而有區別。禁帶較窄時,電子容易獲得能量從滿帶越過禁帶而躍入導帶。如果禁帶較寬,這種躍遷就很困難。半導體的禁帶能量寬度小於4.8×10-19J(3eV),而絕緣體的能頻寬度通常大於8.0×10-19J(5eV)

    絕緣體不能導電。因為它們的電子都在滿帶中,而禁帶又太寬,使滿帶中電子即使獲得能量也無法躍進,進不了禁帶,又躍不過去,其結果是無電流透過。

    可能由於Cr是半滿結構,電子躍遷相對較難吧

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