Teoria de bandas

TEORIA DE BANDAS

Conductores y Aisladores
Los metales se caracterizan por su alta conductividad eléctrica. Considérese, por ejemplo, el magnesio metálico. La configuración electrónica del Mg es[Ne]3s2, de modo que cada átomo tiene dos electrones de valencia en el orbital 3s. En un metal los átomos se encuentran empacados muy cerca unos de otros de tal forma que los niveles energéticos decada átomo de magnesio se ven afectados por los de los átomos vecinos, lo cual da lugar a traslape de orbitales. La interacción entre dos orbitales atómicos conduce a la formación de un orbitalmolecular de enlace y otro de anti enlace. Como el número de átomos existente incluso en un pequeño trozo de sodio metálico es demasiado grande, el correspondiente número de orbitales moleculares que seforman es también muy grande. Estos orbitales moleculares tienen energías tan parecidas que se describen en forma más adecuada como una "banda". Este conjunto de niveles tan cercanos en energía se conocecomo banda de valencia, como se muestra en la figura 1. La parte superior de los niveles energéticos corresponde a los orbitales moleculares des localizados vacíos, que se forman por el traslape de losorbitales 3p. Este conjunto de niveles vacíos cercanos energéticamente se llama banda de conducción.
 
 

CONDUCTOR SEMICONDUCTORAISLANTE
Figura 1.

Se puede imaginar al magnesio metálico como un conjunto de iones positivos inmerso en un mar de electrones de valencia des localizados. La gran fuerza de cohesión resultante de ladeslocalización es en parte responsable de la fortaleza evidente en la mayoría de los metales. En virtud de que las bandas de valencia y de conducción son adyacentes, se requiere sólo una cantidaddespreciable de energía para promover un electrón de valencia a la banda de conducción, donde adquiere libertad para moverse a través de todo el metal, dado que la banda de conducción carece de electrones....