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Metallbindung

Bändermodell

Stellt man sich eine sehr große Zahl n von Li-Atomen vor, so spalten die n 2s-Orbitale bei Annäherung der Atome in n neue Energiezustände auf, die energetisch sehr dicht beisammen liegen. Die Energien der einzelnen Niveaus sind nun praktisch nicht mehr unterscheidbar. Man bezeichnet sie in ihrer Gesamtheit als Energieband oder kurz Band. Da jedes Energieniveau 2 Elektronen aufnehmen kann, jedes Li-Atom aber nur ein Valenzelektron besitzt, wird das 2s Band nur zur Hälfte gefüllt:

Abb.1

Zusätzlich tritt noch eine Überlagerung des 2s- mit dem leeren 2p-Band ein, denn der 2s-2p-Abstand ist beim Li gering. Das resultierende Band ist dann nur zu 1/8 gefüllt.

Abb.2

Ohne die erwähnte Bandüberlappung müsste das Beryllium mit 2s2 -Konfiguration und dementsprechend vollständig gefülltem 2s-Band ein Isolator sein, denn eine Verschiebung von Elektronen kann nur stattfinden, wenn leere Energieniveaus vorhanden sind, über die die Wanderung erfolgt. Man bezeichnet das Band, in dem sich die Bindungselektronen befinden, als Valenzband. Bei Metallen ist es das Band, in dem sich die delokalisierten Elektronen befinden. Das nächst höhere unbesetzte Band nennt man Leitungsband. Für Metalle charakteristisch liegt eine Überlappung von Valenz- und Leitungsband vor.

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