Валентна зона і зона провідності
Валентні орбіталі атомів в кристалічній решітці змішуються, утворюючи два набору енергетичних рівнів - валентну зону і зону провідності. Валентна зона розташована нижче по енергії. Електрони в частково заповненою зоні провідності можуть легко переміщатися по всьому кристалу.
Метали. В металах валентна зона заповнена електронами, а зона провідності заповнена електронами лише частково. Між двома зонами немає зазору (рис. 2.14, а).
Напівпровідники. У напівпровідниках валентна зона заповнена, а зона
Мал. 2.14. Зонна структура металів, напівпровідників та ізоляторів.
провідності порожня. Між двома зонами є невеликий зазор, так звана енергетична щілину (рис. 2.14, б).
Ізолятори (діелектрики). В ізоляторах (діелектриках) валентна зона заповнена, а зона провідності, як і в напівпровідниках, порожня. Однак енергетична щілину між цими зонами настільки велика, що перешкоджає переходу електронів з валентної зони в зону провідності. Її іноді називають «забороненої» енергетичної зоною (рис. 2.14, в).
Якщо водень піддати дуже високому тиску, він набуває властивостей металу. Стиснення водню змушує його молекули зближуватися один з одним. Зазвичай порожні розпушують молекулярні орбіталі утворюють зону провідності з енергетичними рівнями, дуже близькими до енергетичним рівням зв'язують молекулярних орбіталей, які при стисненні водню утворюють валентну зону (рис. 2.15).
Мал. 2.15. Зонна структура металевого водню.