electrones y niveles de energía
* conchas atómicas: Los electrones en un átomo ocupan niveles de energía específicos llamados "conchas". Estas conchas son como "pisos" en un edificio, con cada caparazón que representa un nivel de energía diferente. Cuanto más cerca esté el carcasa del núcleo, menor es la energía.
* Excitación de electrones: Cuando un electrón gana energía (por ejemplo, al absorber un fotón de luz), puede "saltar" a un nivel de energía más alto. Esto se llama excitación.
* Relajación de electrones: Un electrón excitado es inestable y quiere volver a su estado de menor energía. Cuando lo hace, libera el exceso de energía, a menudo como un fotón de luz. Es por eso que los átomos emiten longitudes de onda específicas de luz.
La zona prohibida (brecha de banda)
* Bandas de energía: En los sólidos, los niveles de energía de los electrones ya no son discretos, sino que forman bandas de niveles de energía muy espaciados. Estas bandas están separadas por espacios llamados Zonas prohibidas o brechas de banda .
* Conductores, aisladores, semiconductores: El tamaño del espacio de banda determina la conductividad eléctrica del material.
* Conductores: Tener huecos de banda muy pequeños, permitiendo que los electrones se muevan fácilmente entre bandas.
* aisladores: Tener brechas de banda grandes, que requieren energía significativa para excitar electrones a través del espacio.
* semiconductores: Tener brechas de banda de tamaño intermedio, lo que permite cierta conductividad bajo ciertas condiciones.
Cómo los electrones "saltan" en presencia de una zona prohibida
1. Excitación: Para que un electrón salte de una banda de energía más baja a una más alta, necesita adquirir suficiente energía para superar la brecha de la banda. Esta energía puede provenir de:
* Heat: La energía térmica puede excitar electrones.
* Light: Los fotones de luz con suficiente energía pueden excitar electrones.
* campos eléctricos: Los campos eléctricos fuertes pueden proporcionar la energía necesaria.
2. saltando: Una vez que el electrón gana suficiente energía, puede saltar a través de la zona prohibida y ocupar un estado de energía vacío en la banda más alta.
3. Relajación: Un electrón en una banda de mayor energía es inestable y quiere volver a un nivel de energía más bajo. Puede hacer esto por:
* Emisión: Liberando un fotón de luz (emisión de luz).
* colisiones: Perder energía a través de colisiones con otros átomos o electrones.
Puntos importantes
* Mecánica cuántica: El comportamiento de los electrones en los átomos se rige por la mecánica cuántica, que describe la naturaleza de las partículas en forma de onda.
* Niveles de energía discretos: Los electrones solo pueden ocupar niveles de energía específicos, no ningún valor en el medio. Esto explica por qué los electrones saltan en lugar de la transición suavemente entre los niveles de energía.
¡Avíseme si desea más detalles sobre alguno de estos conceptos!
