Hallo!
Nein. Wenn sich 2 Atome sehr nahe kommen, wird das
Energieniveau des einen Elektrons um einen winzig kleinen
Betrag nach oben verschoben, und das vom anderen eine
Winzigkeit nach unten.
Es gilt also nicht mehr, dass Elektronen diskrete
Energieniveaus haben?
Es sind nicht mehr die Energieniveaus der Atome, sondern die
Molekülorbitale. Lass Dir das mal von einem Chemiker erklären
(die wissen da besser bescheid).
Naja, beschäftigt sich das Molekül-Orbital-Modell nicht ausschließlich mit zwischen-atomaren Bindungen? Also lediglich mit der Elektronen-Verteilung zwischen zwei Atomen? Für mich würde das heißen, dass zwischen je zwei verbundenen Atomen ein Molekül-Orbital-System besteht. Angenommen ich betrachte ein Atom A, dass zu B, C, D und E kovalente Bindungen trägt. Dann spricht doch nichts (auch nicht das Pauli-Prinzip) dagegen, dass die Bindung A-B den Bindungen A-C, A-D und A-E äquivalent ist, oder? Hat das Pauli-Prinzip nicht ohnehin nur im Atom-Orbital-Modell aussagekraft? Ich wüsste jetzt auf Anhieb nicht, wie die entsprechenden Quantenzahlen im MO-Modell definiert sind.
Kann man also aus einem Nichtleiter (oder Halbleiter) einen
Leiter machen, in dem man nur genügend viele Atome
zusammenbringt?
Nein, kann man nicht. Bei einem Isolator sind alle
Energieniveaus innerhalb eines Bandes voll besetzt. Das
Pauli-Prinzip verbietet den Elektronen ihren Platz zu tauschen
(weil keiner frei ist). Deswegen können Isolatoren den Strom
nicht leiten.
Ich dachte Isolatoren (Halbleiter im Grundzustand) leiten den Strom nicht, weil die verbotene Zone zwischen Valenzband und Leitungsband zu breit ist, als dass Elektronen sie überwinden könnten?
Bei einem Leiter gibt es innerhalb des Bandes noch freie
Niveaus, die von jedem beliebigen Elektron besetzt werden
können, ohne dass dafür viel Energie erforderlich wäre.
Bei Halbleitern gibt es (wie bei Isolatoren) auch keine freien
Niveaus im sogenannten „Valenzband“. Aber das niedrigste freie
Band (Leitungsband) ist energetisch so nah, dass es von
thermisch angeregten Elektronen leicht erreicht werden kann.
Deswegen leiten undotierte Halbleiter bei höheren Temperaturen
besser.
Wenn
die Breite (oder besser Höhe) des Bandes aber von der Anzahl
der zusammengeführten Atome abhängig ist, dann müsste doch
früher oder später doch eine Auswirkung auf die
Isolationsfähigkeit/Leitfähigkeit der Gitterstruktur
festzustellen sein, oder? Oder gilt die Aufspaltung einer
Vielzahl von Energieniveaus nur für einen begrenzten
räumlichen Bereich?
Durch zusätzliche Atome verändert sich weniger die Lage der
Bänder, sondern die Dichte der Niveaus innerhalb der Bänder.
Warum? Ist der Energiebetrag zwischen zwei Niveaus nicht fest definiert? Soll also heißen, die erste stattfindende Aufspaltung setzt den oberen und unteren „Niveau-Rand“ des Bandes schon fest?
Insofern haben 1 kg Silizium dieselben Eigenschaften wie 2 kg
Silizium (wenn man von Masse und Volumen absieht 
)
Hmmm…
Allerdings gebe ich Dir recht, dass es einen Bereich geben
muss, wo diese Dinge von der Atomzahl abhängen. Schließlich
hat ein einzelnes Atom keine Bänder, ein makroskopischer
Kristall jedoch sehr wohl.
Nach dem, was ich bisher so an Infos gefunden habe, sollte das Bändermodell ab 3 Atomen anwendbar sein. Bei 3 Atomen gibt es zwei Potential-Töpfe, womit auch zwei Bänder möglich wären… theoretisch…
Ich glaube aber, dass dieser
Übergangsbereich bei Aglomeraten von einigen bis einigen
hundert Atomen liegt. Ein bisschen was zum Thema „Cluster“
findest Du hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Cluster_%28Physik%29
Danke
langsam geht’s ans Eingemachte
weiterhin dankbar für sachdienliche Hinweise:
moe.
