结构推理 根据能带理论,简要说明金属、半导体、绝缘体的划分有何区别(可用画图辅助说明)?并说明金属镁之所以是金属而不是绝缘体或半导体的原因?
【正确答案】金属:晶体的能带中存在不满带,表现出导电性。有两种情况(如图):一是没有足够的电子填充价带能级,形成不满带;另一种是价带与空带重叠,电子在没有排满价带之前,一部分电子就开始填充空带部分,因而形成不满带。 半导体:在波矢k落在布里渊区边缘时,会发生能级分裂,出现禁带,但是半导体材料的禁带宽度很小,一般小于2eV,在热激发下部分低能级电子可以跃迁到高能级上,从而表现出导电性。 绝缘体:同样也出现禁带,只是它的禁带宽度要相对大些,一般的温度下,热激发不能够提供足够的能量使低能级上的电子跃迁到高能级上,因此不能表现出导电性。 金属镁如果仅仅从核外电子排布情况来看的话,1s、2s、2p、3s能级都被电子排满,应该为绝缘体或者半导体,但是金属镁的3s能带和3p能带发生部分重叠,从而使金属镁表现出导电性,为导体。
【答案解析】