Susunan molekul dalam pepejal, cecair , dan gas tidak sama. Dalam pepejal, mereka disusun rapat sehingga elektron di dalam atom molekul bergerak ke orbit atom yang berdekatan. Dalam gas, susunan molekul tidak dekat, sedangkan, dalam cecair, sederhana. Oleh itu orbital elektron sebahagiannya menutup apabila atom mendekati satu sama lain. Kerana penggabungan atom dalam pepejal, sebagai alternatif tahap tenaga tunggal, tahap pita tenaga terbentuk. Set tahap tenaga dikemas rapat yang dikenali sebagai jalur Tenaga.
Apakah Band Tenaga?
Definisi jalur tenaga adalah, bilangan atom di dalamnya batu kristal boleh saling berdekatan serta sebilangan elektron akan saling berinteraksi antara satu sama lain. Tahap tenaga elektron di dalam cangkangnya boleh disebabkan oleh perubahan tahap tenaga mereka. Ciri utama tenaga jalur ialah keadaan tenaga elektron elektronik stabil dalam julat yang berbeza. Jadi, tahap tenaga atom akan berubah dalam jalur konduksi & jalur valensi.
Teori Jalur Tenaga
Menurut teori Bohr, setiap cangkang dari atom merangkumi kuantiti tenaga yang terpisah pada tahap yang tidak sama. Teori ini terutamanya memberikan perincian mengenai komunikasi elektron antara tempurung dalam dan cangkang luar. Menurut teori pita tenaga, jalur tenaga dikelaskan kepada tiga jenis yang merangkumi yang berikut.
teori-band tenaga
- Jalur valensi
- Jurang tenaga terlarang
- Jalur konduksi
Band Valance
Aliran elektron dalam atom berada dalam tahap tenaga tetap namun tenaga elektron dalam cengkerang dalaman lebih tinggi daripada cengkerang elektron luar. Elektron yang terdapat di dalam cangkang luar dinamakan sebagai elektron valance.
Elektron-elektron ini merangkumi urutan tahap tenaga yang membentuk jalur tenaga yang dinamakan sebagai pita valensi. Jalur ini merangkumi tenaga yang dihuni maksimum.
Jalur Konduksi
Elektron valensi terpasang longgar ke arah nukleus pada suhu bilik. Sebilangan elektron dari elektron valens akan meninggalkan jalur dengan bebas. Oleh itu, ini disebut elektron bebas kerana ia mengalir ke atom jiran.
Elektron bebas ini akan melakukan aliran arus dalam konduktor yang dikenali sebagai elektron pengalir. Jalur yang merangkumi elektron dinamakan sebagai jalur pengaliran dan tenaga yang ditempati akan menjadi kurang.
Jurang Terlarang
Jurang terlarang adalah jurang antara jalur konduksi dan jalur valensi. Jalur ini dilarang tanpa tenaga. Oleh itu tidak ada aliran elektron dalam pita ini. Aliran elektron dari valensi ke pengaliran akan melalui jurang ini.
Sekiranya jurang ini lebih besar, maka elektron dalam pita valensi terikat kuat ke arah nukleus. Pada masa ini, untuk mengusir elektron dari jalur ini, diperlukan sedikit daya luar, yang setara dengan jurang tenaga terlarang. Dalam rajah berikut, dua jalur, dan jurang terlarang digambarkan di bawah. Berdasarkan ukuran jurang, the semikonduktor , konduktor, dan penebat terbentuk.
Jenis Jalur Tenaga
Jalur tenaga dikelaskan kepada tiga jenis iaitu
- Penebat
- Semikonduktor
- Konduktor
Penebat
Contoh penebat terbaik ialah kayu dan kaca. Penebat ini tidak membenarkan aliran elektrik mengalir melalui mereka. Penebat mempunyai kekonduksian yang sangat rendah & daya tahan tinggi. Di penebat, jurang tenaga sangat tinggi iaitu 7eV. Bahan tidak dapat berfungsi kerana aliran elektron dari pita seperti valensi ke pengaliran tidak dapat dilaksanakan.
tenaga-band-in-penebat
Ciri utama penebat merangkumi jurang tenaga seperti yang dilarang adalah sangat besar. Untuk beberapa jenis penebat, ketika suhu meningkat, mereka mungkin menggambarkan sebilangan transmisi.
Semikonduktor
Contoh semikonduktor terbaik ialah Silicon (Si) & Germanium (Ge) yang merupakan bahan yang paling banyak digunakan. Sifat elektrik bahan-bahan ini terletak di antara semikonduktor dan juga penebat. Gambar berikut menunjukkan gambarajah jalur tenaga semikonduktor di mana sahaja jalur konduksi boleh kosong & jalur valensi diisi sepenuhnya namun jurang terlarang di antara jalur ini adalah minit iaitu 1eV. Jurang Ge yang dilarang adalah 0.72eV dan Si adalah 1.1eV. Oleh itu, semikonduktor memerlukan sedikit kekonduksian.
tenaga-band-dalam-semikonduktor
Ciri utama semikonduktor terutamanya merangkumi jurang tenaga seperti terlarang adalah sangat kecil. Apabila suhu semikonduktor meningkat, kekonduksian akan menurun.
Konduktor
Konduktor adalah sejenis bahan di mana jurang tenaga yang dilarang akan hilang seperti jalur valensi dan jalur konduksi berubah menjadi sangat dekat sehingga sebahagiannya ditutup. Contoh konduktor terbaik ialah Emas, Aluminium, Tembaga, dan Emas. Ketersediaan elektron percuma pada suhu bilik sangat besar. Gambarajah jalur tenaga konduktor ditunjukkan di bawah.
tenaga-band-dalam-konduktor
Ciri utama konduktor terutamanya merangkumi jurang tenaga seperti terlarang tidak akan wujud. Jalur tenaga seperti valensi dan konduksi akan bertindih. Ketersediaan elektron percuma untuk pengaliran cukup banyak. Pengaliran akan meningkat apabila bilangan voltan meningkat.
Oleh itu, ini adalah keseluruhan gambaran keseluruhan jalur tenaga . Dari maklumat di atas akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahawa susunan molekul dalam bahan seperti pepejal, cecair, dan gas adalah berbeza. Dalam gas, molekul tidak dekat, dalam pepejal molekul disusun dengan sangat rapat dan dalam cecair, molekul disusun dalam keadaan sederhana. Jadi elektron di dalam atom molekul cenderung mengalir ke orbit pada atom yang berdekatan. Oleh itu orbital elektron sebahagiannya menutup sementara atom menghampiri bersama. Kerana pencampuran atom dalam pepejal, sebagai pengganti hanya tahap tenaga, jalur tenaga akan terbentuk. Ini dibungkus dengan rapat dan ia dipanggil tali tenaga. Inilah soalan untuk anda, jalur tenaga dalam pepejal?
