Que sont la bande de valence?
Band de valence:la maison des électrons en solides
La bande de valence est un concept clé de la physique à l'état solide et décrit la plage de niveaux d'énergie d'électrons qui sont occupés par des électrons à la température zéro absolue . C'est comme une "mer" d'électrons liés aux atomes du matériau.
Voici une ventilation du concept:
1. Électrons dans les atomes:
- Les électrons dans un atome occupent des niveaux d'énergie spécifiques appelés «orbitales».
- Le niveau d'énergie le plus élevé occupé par les électrons à l'état fondamental est appelé la bande de valence .
2. État solide:
- Lorsque les atomes se réunissent pour former un solide, leurs orbitales atomiques se chevauchent et "étalaient" dans des bandes d'énergie .
- La bande de valence dans un solide est la bande d'énergie la plus élevée qui est entièrement occupé par Electrons à Absolute Zero.
3. Signification de la bande de valence:
- La bande de valence est cruciale pour comprendre la conductivité électrique des matériaux:
- isolatrices: La bande de valence est complètement remplie et il y a un grand écart énergétique (la "bande interdite") la séparant de la bande de conduction. Cet écart empêche les électrons de sauter facilement à des niveaux d'énergie plus élevés et à la conduite de l'électricité.
- Conducteurs: La bande de valence chevauche la bande de conduction, permettant aux électrons de se déplacer librement et de conduite facilement de l'électricité.
- semi-conducteurs: La bande interdite est plus petite que dans les isolateurs, permettant à certains électrons de se déplacer vers la bande de conduction à température ambiante, conduisant à une conductivité modérée.
4. Electrons de valence:
- Les électrons résidant dans la bande de valence sont appelés électrons de valence .
- Ces électrons sont responsables de la liaison chimique et des propriétés électriques des matériaux.
5. Exemple:
- Dans un cristal de silicium, la bande de valence est formée par les orbitales 3S et 3P des atomes de silicium. Ces orbitales se chevauchent, créant une «mer» d'électrons qui peuvent être excitées pour la bande de conduction, permettant au silicium d'agir comme un semi-conducteur.
En résumé, la bande de valence est un concept fondamental de la physique à l'état solide qui détermine la conductivité électrique des matériaux. Il représente les niveaux d'énergie occupés d'électrons dans un matériau et joue un rôle crucial dans l'explication de divers phénomènes électroniques.