Paras vastaus
Pii on eristin . Tämä perustuu siihen tosiseikkaan, että piin Fermi-taso (energia, jolla piin elektronien todennäköisyys on 0,5) sijaitsee sen energiakuilussa (vastaa myös HOMO-LUMO-erotusta), mikä on olennaisesti määritelmän mukaan paikka missä elektronien ei edes saa olla. Piin kaistaväli on noin 1,1 eV.
Pii eristeenä näyttää hieman hankalalta. Koska sillä on erittäin metallinen ulkoasu, joten ihmisillä on taipumus olettaa, että se on metallia. Tämä metallinen viimeistely johtuu myös sen nauhavälistä. Voit ajatella kaistaväliä energiamääränä, jonka elektronisi alemman energiakaistan (valenssikaistan) yläosassa ovat valmiita absorboimaan innostuakseen ylemmälle energiakaistalle (johtumiskaistalle). Kuten mainitsin, kaistaväli ja siten piin absorboinnin energiantarve on 1,1 eV. Näkyvä valoenergia on noin 3,1 eV. Tämän ansiosta pii pystyy absorboimaan valoa ja näyttämään läpinäkymättömältä.
Voit kuitenkin saada sen toimimaan ”toimimaan metallina” kolmella mekanismilla: valaisemaan sitä, nostamaan sen lämpötilaa tai seostamaan (lisäämällä epäpuhtauksia). .
Vastaus
Elementtien jaksollisessa taulukossa näkyvät elementit, jotka kulkevat vasemmanpuoleisesta metallista oikealla olevaan ei-metalliseen jossakin jatkuvuudessa. Pii sekä boori, hiili, germanium, arseeni, seleeni ja telluuri luokitellaan puolimetalleiksi tai puolijohteiksi.
Tämä johtuu siitä, että jos käytetään sopivaa määrää energiaa, osa valenssielektroneista voi muuttua johtava, jolloin elementti muistuttaa metallia. Ilman sähkökentän tai valoenergian tai lämmön käyttämistä puolijohteiden valenssielektroneja ei ole mahdollista suorittaa; joten puolijohteet käyttäytyvät kuin ei-metallit istuessaan.
Metalleilla on valenssielektroneja virrata materiaalin läpi metallisen sitoutumisen vuoksi, jossa valenssielektronit voivat vapaasti liittyä mihin tahansa irtomateriaalin atomiin. Tämä vapaa assosiaatio rajoittuu, kun siirryt jaksollisen taulukon yli oikealle, kunnes havaitsemme, että elektronit ovat nyt kiinni orbitaaleissa. Nämä elementit sitoutuvat toisiinsa kovalenttisella sidoksella.
Piiatomit yhdistyvät puhtaassa muodossa kovalenttisilla sidoksilla kristallirakenteessa, kuten timanttihiili. On mielenkiintoista huomata, että puhtaalla piillä on hopean ulkonäkö kuin metallilla, mutta se on jäykkä ja kovaa, kuten jotkut eristemateriaalit.
Piistä on muodostettu 2D-rakenne, nimeltään sileeni, joka muistuttaa grafeenia. sp3-hybridisidokset sp2: n grafeenisidoksen sijasta. Tämä tetraedrinen suunnattu sidos saa silikiinin siksakiksi ulos tasosta, mikä tekee siitä reaktiivisemman ja sähköisesti manipulatiivisemman. Se on loistavaa tavaraa.
(Katso: pii ja silikeeni wikipediassa teknistä keskustelua varten.)