কঠিন পদাৰ্থৰ বেণ্ড তত্ত্ব

কঠিন পদাৰ্থৰ বেণ্ড তত্ত্ব#

কঠিন পদাৰ্থৰ বেণ্ড তত্ত্ব হৈছে কঠিন অৱস্থাৰ পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ এক মৌলিক ধাৰণা যিয়ে পদাৰ্থসমূহৰ ইলেক্ট্ৰনীয় গঠন বৰ্ণনা কৰে। ই কঠিন পদাৰ্থৰ বৈদ্যুতিক আৰু তাপীয় ধৰ্মসমূহ, লগতে তেওঁলোকৰ প্ৰকাশীয় আৰু চুম্বকীয় আচৰণ বুজিবলৈ এক চৌকাঠ প্ৰদান কৰে।

মুখ্য ধাৰণাসমূহ

• শক্তি বেণ্ড: কঠিন পদাৰ্থ এটাত, ইলেক্ট্ৰনসমূহ স্বাধীনভাৱে চলাচল কৰিবলৈ মুক্ত নহয়, যেনেকৈ গেছ বা তৰল পদাৰ্থত থাকে। ইয়াৰ সলনি, সিহঁতক শক্তি বেণ্ড বুলি কোৱা নিৰ্দিষ্ট শক্তি স্তৰৰ ভিতৰত চলাচল কৰিবলৈ সীমাবদ্ধ কৰা হয়। এই বেণ্ডবোৰ পাৰমাণৱিক জালিৰ পৰ্যাবৃত্ত বিভৱৰ সৈতে ইলেক্ট্ৰনসমূহৰ আন্তঃক্ৰিয়াৰ দ্বাৰা গঠিত হয়।

• বেণ্ড ফাঁক: শক্তি ফাঁক হৈছে ভেলেন্স বেণ্ড আৰু কণ্ডাকচন বেণ্ডৰ মাজৰ শক্তিৰ পাৰ্থক্য। ধাতু এটাত, কণ্ডাকচন বেণ্ড আৰু ভেলেন্স বেণ্ড ওভৰলেপ হৈ থাকে, যাৰ ফলত ইলেক্ট্ৰনসমূহ সিহঁতৰ মাজত মুক্তভাৱে চলাচল কৰিব পাৰে। অৰ্ধপৰিবাহী এটাত, শক্তি ফাঁকটো সৰু, গতিকে তাপীয় শক্তি বা পোহৰ শোষণৰ দ্বাৰা ভেলেন্স বেণ্ডৰ পৰা কণ্ডাকচন বেণ্ডলৈ ইলেক্ট্ৰনসমূহ উত্তেজিত হোৱাটো সম্ভৱ। অন্তৰক পদাৰ্থ এটাত, শক্তি ফাঁকটো ডাঙৰ, গতিকে ভেলেন্স বেণ্ডৰ পৰা কণ্ডাকচন বেণ্ডলৈ ইলেক্ট্ৰনসমূহ উত্তেজিত হোৱাটো কঠিন।

• ফাৰ্মি স্তৰ: ফাৰ্মি স্তৰ হৈছে সেই শক্তি স্তৰ য’ত ইলেক্ট্ৰন এটা পোৱাৰ সম্ভাৱনা 50%। ধাতু এটাত, ফাৰ্মি স্তৰটো কণ্ডাকচন বেণ্ডৰ ভিতৰত অৱস্থিত, যাৰ ফলত ইলেক্ট্ৰনসমূহ মুক্তভাৱে চলাচল কৰিব পাৰে। অৰ্ধপৰিবাহী এটাত, ফাৰ্মি স্তৰটো শক্তি ফাঁকৰ মাজৰ ওচৰত অৱস্থিত, গতিকে কণ্ডাকচন বেণ্ডত অলপ ইলেক্ট্ৰন থাকে। অন্তৰক পদাৰ্থ এটাত, ফাৰ্মি স্তৰটো ভেলেন্স বেণ্ডৰ ওপৰৰ ফালে অৱস্থিত, গতিকে কণ্ডাকচন বেণ্ডত প্ৰায় একো ইলেক্ট্ৰন নাথাকে।

কঠিন পদাৰ্থৰ বেণ্ড তত্ত্ব হৈছে পদাৰ্থসমূহৰ ইলেক্ট্ৰনীয় গঠন আৰু ধৰ্মসমূহ বুজিবলৈ এক শক্তিশালী সঁজুলি। ই প্ৰায়োগিক তথ্য ব্যাখ্যা কৰিবলৈ আৰু নতুন পদাৰ্থৰ আচৰণ পূৰ্বানুমান কৰিবলৈ এক চৌকাঠ প্ৰদান কৰে।

পৰমাণুৰ ভিতৰৰ শক্তি বেণ্ড#

শক্তি বেণ্ড হৈছে পৰমাণু বা অণু এটাত ঘনিষ্ঠভাৱে থকা শক্তি স্তৰসমূহৰ এক পৰিসৰ। ইলেক্ট্ৰনসমূহে শক্তি বেণ্ড এটাৰ ভিতৰত মুক্তভাৱে চলাচল কৰিব পাৰে, কিন্তু বেণ্ডটোৰ বাহিৰৰ শক্তি স্তৰলৈ যাব নোৱাৰে। পৰমাণু বা অণু এটাৰ শক্তি বেণ্ডবোৰ পৰমাণু বা অণুটোত ইলেক্ট্ৰনসমূহৰ বিন্যাসৰ দ্বাৰা নিৰ্ধাৰিত হয়।

ভেলেন্স বেণ্ড আৰু কণ্ডাকচন বেণ্ড#

পৰমাণু বা অণু এটাত আটাইতকৈ গুৰুত্বপূৰ্ণ দুটা শক্তি বেণ্ড হৈছে ভেলেন্স বেণ্ড আৰু কণ্ডাকচন বেণ্ড। ভেলেন্স বেণ্ড হৈছে সৰ্বোচ্চ শক্তি বেণ্ড যি পৰম শূন্য উষ্ণতাত ইলেক্ট্ৰনৰ দ্বাৰা দখল কৰা হয়। কণ্ডাকচন বেণ্ড হৈছে আটাইতকৈ নিম্ন শক্তি বেণ্ড যি পৰম শূন্য উষ্ণতাত ইলেক্ট্ৰনৰ দ্বাৰা দখল কৰা নহয়।

ভেলেন্স বেণ্ড আৰু কণ্ডাকচন বেণ্ডৰ মাজৰ শক্তি ফাঁকটোক বেণ্ড ফাঁক বুলি কোৱা হয়। বেণ্ড ফাঁকটোৱে নিৰ্ধাৰণ কৰে যে পৰমাণু বা অণু এটা পৰিবাহী, অৰ্ধপৰিবাহী নে অন্তৰক।

• পৰিবাহী: পৰিবাহী এটাত, বেণ্ড ফাঁকটো অতি সৰু। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে ইলেক্ট্ৰনসমূহে সহজে ভেলেন্স বেণ্ডৰ পৰা কণ্ডাকচন বেণ্ডলৈ যাব পাৰে। ফলত, পৰিবাহীবোৰ বিদ্যুৎ পৰিবহণত ভাল।

• অৰ্ধপৰিবাহী: অৰ্ধপৰিবাহী এটাত, বেণ্ড ফাঁকটো পৰিবাহীতকৈ ডাঙৰ, কিন্তু ইলেক্ট্ৰনসমূহে অলপ শক্তিৰে ভেলেন্স বেণ্ডৰ পৰা কণ্ডাকচন বেণ্ডলৈ যাব পৰাকৈ সৰু হৈ থাকে। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে অৰ্ধপৰিবাহীবোৰে বিদ্যুৎ পৰিবহণ কৰিব পাৰে, কিন্তু পৰিবাহীতকৈ ইমান ভাল নহয়।

• অন্তৰক: অন্তৰক পদাৰ্থ এটাত, বেণ্ড ফাঁকটো অতি ডাঙৰ। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে ইলেক্ট্ৰনসমূহে ভেলেন্স বেণ্ডৰ পৰা কণ্ডাকচন বেণ্ডলৈ বহুত শক্তি অবিহনে যাব নোৱাৰে। ফলত, অন্তৰকবোৰ বিদ্যুৎ পৰিবহণত অতি বেয়া।

শক্তি বেণ্ডৰ প্ৰয়োগ#

পৰমাণু আৰু অণুৰ শক্তি বেণ্ডবোৰ পদাৰ্থ বিজ্ঞান আৰু ৰসায়ন বিজ্ঞানৰ বহু ক্ষেত্ৰত গুৰুত্বপূৰ্ণ। উদাহৰণস্বৰূপে, অৰ্ধপৰিবাহীৰ শক্তি বেণ্ডবোৰ ট্ৰানজিষ্টৰ বনাবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয়, যিবোৰ হৈছে কম্পিউটাৰৰ মৌলিক গঠন একক। পৰমাণু আৰু অণুৰ শক্তি বেণ্ডবোৰ ধাতু, অন্তৰক, আৰু অৰ্ধপৰিবাহী আদি পদাৰ্থৰ ধৰ্মসমূহ বুজিবলৈও গুৰুত্বপূৰ্ণ।

দুটা পৰমাণুৰে গঠিত অণুৰ ভিতৰৰ শক্তি স্তৰ#

অণু হৈছে ৰাসায়নিক বন্ধনৰ দ্বাৰা একেলগে ধৰি ৰখা পৰমাণুৰ এটা গোট। অণু এটাৰ শক্তি স্তৰবোৰ অণুটোৰ ভিতৰত পৰমাণুবোৰৰ বিন্যাস আৰু সিহঁতক ধৰি ৰখা ৰাসায়নিক বন্ধনবোৰৰ প্ৰকাৰৰ দ্বাৰা নিৰ্ধাৰিত হয়।

• আণৱিক কক্ষপথ: অণু এটাত থকা ইলেক্ট্ৰনসমূহে কক্ষপথত ঘূৰি ফুৰে, যিবোৰ হৈছে স্থানৰ সেই অঞ্চল য’ত ইলেক্ট্ৰন এটা পোৱাৰ সম্ভাৱনা আটাইতকৈ বেছি। অণু এটাৰ কক্ষপথবোৰ পৃথক পৰমাণুবোৰৰ পাৰমাণৱিক কক্ষপথৰ সংযোগৰ দ্বাৰা নিৰ্ধাৰিত হয়। যেতিয়া দুটা পৰমাণু অণু এটা গঠন কৰিবলৈ একেলগ হয়, তেতিয়া সিহঁতৰ পাৰমাণৱিক কক্ষপথবোৰ ওভৰলেপ হৈ আণৱিক কক্ষপথ গঠন কৰে। অণু এটাৰ আণৱিক কক্ষপথবোৰ সাধাৰণতে পৃথক পৰমাণুবোৰৰ পাৰমাণৱিক কক্ষপথতকৈ শক্তিৰ ফালে নিম্ন হয়। ইয়াৰ কাৰণ হৈছে যে অণু এটাত থকা ইলেক্ট্ৰনসমূহ দুটা বা ততোধিক পৰমাণুৰ মাজত ভাগ বতৰা কৰিলে অধিক স্থিৰ হয়।

• বন্ধন আৰু প্ৰতি-বন্ধন কক্ষপথ: অণু এটাৰ আণৱিক কক্ষপথবোৰক বন্ধন কক্ষপথ বা প্ৰতি-বন্ধন কক্ষপথ হিচাপে শ্ৰেণীবদ্ধ কৰিব পাৰি। বন্ধন কক্ষপথবোৰ হৈছে সেইবোৰ কক্ষপথ যিবোৰৰ শক্তি পৃথক পৰমাণুবোৰৰ পাৰমাণৱিক কক্ষপথতকৈ নিম্ন। ইয়াৰ কাৰণ হৈছে যে বন্ধন কক্ষপথত থকা ইলেক্ট্ৰনসমূহ দুটা বা ততোধিক পৰমাণুৰ মাজত ভাগ বতৰা কৰা হয় আৰু সেয়েহে অধিক স্থিৰ। প্ৰতি-বন্ধন কক্ষপথবোৰ হৈছে সেইবোৰ কক্ষপথ যিবোৰৰ শক্তি পৃথক পৰমাণুবোৰৰ পাৰমাণৱিক কক্ষপথতকৈ উচ্চ। ইয়াৰ কাৰণ হৈছে যে প্ৰতি-বন্ধন কক্ষপথত থকা ইলেক্ট্ৰনসমূহ দুটা বা ততোধিক পৰমাণুৰ মাজত ভাগ বতৰা কৰা নহয় আৰু সেয়েহে কম স্থিৰ।

• আউফবাউ নীতি: আউফবাউ নীতিয়ে কয় যে ইলেক্ট্ৰনসমূহে প্ৰথমে আটাইতকৈ নিম্ন শক্তিৰ কক্ষপথ পূৰণ কৰে। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে যে অণু এটাত থকা ইলেক্ট্ৰনসমূহে প্ৰতি-বন্ধন কক্ষপথ পূৰণ কৰাৰ আগতে বন্ধন কক্ষপথবোৰ পূৰণ কৰিব।

• পাউলিৰ বৰ্জন নীতি: পাউলিৰ বৰ্জন নীতিয়ে কয় যে দুটা ইলেক্ট্ৰনে একে কোৱাণ্টাম অৱস্থা দখল কৰিব নোৱাৰে। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে যে প্ৰতিটো আণৱিক কক্ষপথত কেৱল দুটা ইলেক্ট্ৰনেহে থাকিব পাৰে, প্ৰতিটো ঘূৰ্ণনৰে এটাকৈ।

• হাণ্ডৰ নিয়ম: হাণ্ডৰ নিয়মে কয় যে অণু এটাত থকা ইলেক্ট্ৰনৰ এটা সংহতিৰ বাবে আটাইতকৈ নিম্ন শক্তিৰ বিন্যাস হৈছে যিটোত ইলেক্ট্ৰনসমূহৰ একে ঘূৰ্ণনৰ সৈতে জোড়াবিহীন ঘূৰ্ণনৰ সংখ্যা সৰ্বাধিক। ইয়াৰ কাৰণ হৈছে যে একে ঘূৰ্ণনৰ ইলেক্ট্ৰনসমূহে ইটোৱে সিটোক বিকৰ্ষণ কৰে, গতিকে আটাইতকৈ নিম্ন শক্তিৰ বিন্যাস হৈছে যিটোত ইলেক্ট্ৰনসমূহ যিমান পাৰি সিমান বিস্তৃত হৈ থাকে।

অণু এটাৰ শক্তি স্তৰবোৰ অণুটোৰ ভিতৰত পৰমাণুবোৰৰ বিন্যাস আৰু সিহঁতক ধৰি ৰখা ৰাসায়নিক বন্ধনবোৰৰ প্ৰকাৰৰ দ্বাৰা নিৰ্ধাৰিত হয়। অণু এটাৰ আণৱিক কক্ষপথবোৰ পৃথক পৰমাণুবোৰৰ পাৰমাণৱিক কক্ষপথৰ সংযোগৰ দ্বাৰা গঠিত হয়। অণু এটাত থকা ইলেক্ট্ৰনসমূহে আউফবাউ নীতি অনুসৰি প্ৰথমে আটাইতকৈ নিম্ন শক্তিৰ কক্ষপথ পূৰণ কৰে। পাউলিৰ বৰ্জন নীতিয়ে কয় যে দুটা ইলেক্ট্ৰনে একে কোৱাণ্টাম অৱস্থা দখল কৰিব নোৱাৰে। হাণ্ডৰ নিয়মে কয় যে অণু এটাত থকা ইলেক্ট্ৰনৰ এটা সংহতিৰ বাবে আটাইতকৈ নিম্ন শক্তিৰ বিন্যাস হৈছে যিটোত ইলেক্ট্ৰনসমূহৰ একে ঘূৰ্ণনৰ সৈতে জোড়াবিহীন ঘূৰ্ণনৰ সংখ্যা সৰ্বাধিক।

তিনিটা পৰমাণুৰে গঠিত অণুৰ ভিতৰৰ শক্তি স্তৰ#

তিনিটা পৰমাণুৰে গঠিত অণু এটাত দ্বি-পাৰমাণৱিক অণুতকৈ তুলনামূলকভাৱে অধিক জটিল শক্তি স্তৰৰ গঠন থাকে। তিনিটা পৰমাণুৰ মাজৰ আন্তঃক্ৰিয়াই অতিৰিক্ত শক্তি স্তৰ আৰু উপস্তৰৰ সৃষ্টি কৰে। তিনিটা-পাৰমাণৱিক অণুৰ ভিতৰৰ শক্তি স্তৰৰ এটা সংক্ষিপ্ত বিবৰণ ইয়াত দিয়া হৈছে:

• আণৱিক কক্ষপথ: তিনিটা-পাৰমাণৱিক অণু এটাত থকা ইলেক্ট্ৰনসমূহে আণৱিক কক্ষপথ দখল কৰে, যিবোৰ পাৰমাণৱিক কক্ষপথৰ সংযোগৰ দ্বাৰা গঠিত হয়। আণৱিক কক্ষপথবোৰক তেওঁলোকৰ সমমিতি আৰু শক্তি স্তৰৰ ভিত্তিত শ্ৰেণীবদ্ধ কৰা হয়। আটাইতকৈ নিম্ন শক্তিৰ আণৱিক কক্ষপথ হৈছে বন্ধন কক্ষপথ, যিটো পাৰমাণৱিক কক্ষপথৰ গঠনমূলক হস্তক্ষেপৰ দ্বাৰা গঠিত হয়। তাৰ পিছৰ উচ্চ শক্তিৰ আণৱিক কক্ষপথ হৈছে প্ৰতি-বন্ধন কক্ষপথ, যিটো পাৰমাণৱিক কক্ষপথৰ ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপৰ দ্বাৰা গঠিত হয়।

• শক্তি স্তৰ: তিনিটা-পাৰমাণৱিক অণু এটাৰ শক্তি স্তৰবোৰ পাৰমাণৱিক কক্ষপথৰ মাজৰ আন্তঃক্ৰিয়া আৰু অণুটোত থকা ইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যাৰ দ্বাৰা নিৰ্ধাৰিত হয়। শক্তি স্তৰবোৰ সাধাৰণতে আণৱিক কক্ষপথৰ চিত্ৰৰ দ্বাৰা প্ৰতিনিধিত্ব কৰা হয়, যিয়ে আণৱিক কক্ষপথবোৰৰ আপেক্ষিক শক্তি দেখুৱায়। তিনিটা-পাৰমাণৱিক অণু এটাৰ বাবে আণৱিক কক্ষপথৰ চিত্ৰটো দ্বি-পাৰমাণৱিক অণুতকৈ অধিক জটিল, কাৰণ ইয়াত তিনিটা পাৰমাণৱিক কক্ষপথৰ আন্তঃক্ৰিয়া জড়িত হৈ থাকে।

• উপস্তৰ: প্ৰতিটো আণৱিক কক্ষপথক ইলেক্ট্ৰনৰ ঘূৰ্ণনৰ ভিত্তিত উপস্তৰলৈ ভাগ কৰিব পাৰি। দুটা উপস্তৰক $\alpha$ আৰু $\beta$ হিচাপে মনোনীত কৰা হয়। $\alpha$ উপস্তৰটোৱে ওপৰলৈ ঘূৰ্ণন থকা ইলেক্ট্ৰনৰ সৈতে মিল খায়, আনহাতে $\beta$ উপস্তৰটোৱে তললৈ ঘূৰ্ণন থকা ইলেক্ট্ৰনৰ সৈতে মিল খায়।

• হাণ্ডৰ নিয়ম: হাণ্ডৰ নিয়মে কয় যে অণু এটাৰ বাবে আটাইতকৈ নিম্ন শক্তিৰ বিন্যাস হৈছে একে ঘূৰ্ণনৰ সৈতে জোড়াবিহীন ইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যা সৰ্বাধিক থকাটো। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে যে ইলেক্ট্ৰনসমূহে জোড়া হোৱাৰ আগতে একে ঘূৰ্ণনৰ সৈতে তেওঁলোকৰ ঘূৰ্ণন সংৰেখিত কৰি অপভ্ৰংশ কক্ষপথবোৰ (একে শক্তিৰ কক্ষপথ) দখল কৰিব।

উদাহৰণসমূহ

ইয়াত তিনিটা-পাৰমাণৱিক অণুৰ ভিতৰৰ শক্তি স্তৰৰ কেইটামান উদাহৰণ দিয়া হৈছে:

• পানীৰ অণু (H2O): পানীৰ অণুটোত তিনিটা পাৰমাণৱিক কক্ষপথ আছে: প্ৰতিটো হাইড্ৰজেন পৰমাণুৰ পৰা 1s আৰু অক্সিজেন পৰমাণুৰ পৰা 2p। এই পাৰমাণৱিক কক্ষপথবোৰৰ সংযোগৰ দ্বাৰা গঠিত আণৱিক কক্ষপথবোৰ হৈছে:

  • বন্ধন কক্ষপথ: $\sigma_{1s}$, $\sigma_{2p_z}$
  • প্ৰতি-বন্ধন কক্ষপথ: $\sigma_{1s}^$, $\sigma_{2p_z}^$

• কাৰ্বন ডাই-অক্সাইড অণু (CO2): কাৰ্বন ডাই-অক্সাইড অণুটোত চাৰিটা পাৰমাণৱিক কক্ষপথ আছে: কাৰ্বন পৰমাণুৰ পৰা 2s আৰু 2p আৰু অক্সিজেন পৰমাণু দুটাৰ পৰা দুটা 2p কক্ষপথ। এই পাৰমাণৱিক কক্ষপথবোৰৰ সংযোগৰ দ্বাৰা গঠিত আণৱিক কক্ষপথবোৰ হৈছে:

  • বন্ধন কক্ষপথ: $\sigma_{2s}$, $\sigma_{2p_z}$, $\pi_{2p_x}$, $\pi_{2p_y}$
  • প্ৰতি-বন্ধন কক্ষপথ: $\sigma_{2s}^$, $\sigma_{2p_z}^$, $\pi_{2p_x}^$, $\pi_{2p_y}^$

তিনিটা পৰমাণুৰে গঠিত অণু এটাৰ ভিতৰৰ শক্তি স্তৰবোৰ তিনিটা পাৰমাণৱিক কক্ষপথৰ মাজৰ আন্তঃক্ৰিয়াৰ বাবে দ্বি-পাৰমাণৱিক অণুতকৈ অধিক জটিল। আণৱিক কক্ষপথবোৰক তেওঁলোকৰ সমমিতি আৰু শক্তি স্তৰৰ ভিত্তিত শ্ৰেণীবদ্ধ কৰা হয়, আৰু প্ৰতিটো আণৱিক কক্ষপথক ইলেক্ট্ৰনৰ ঘূৰ্ণনৰ ভিত্তিত উপস্তৰলৈ ভাগ কৰিব পাৰি। হাণ্ডৰ নিয়মে অণু এটাৰ বাবে আটাইতকৈ নিম্ন শক্তিৰ বিন্যাস নিৰ্ধাৰণ কৰে, যিটোত একে ঘূৰ্ণনৰ সৈতে জোড়াবিহীন ইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যা সৰ্বাধিক।

এভগেড্ৰ সংখ্যক পৰমাণুৰে গঠিত কঠিন অণুৰ ভিতৰৰ শক্তি স্তৰ#

এভগেড্ৰৰ সংখ্যক পৰমাণুৰে গঠিত কঠিন অণু এটাই ইয়াৰ উপাদান পৰমাণুবোৰৰ মাজৰ আন্তঃক্ৰিয়াৰ বাবে শক্তি স্তৰৰ এক অনন্য বিন্যাস প্ৰদৰ্শন কৰে। এই শক্তি স্তৰবোৰ বুজাটো কঠিন পদাৰ্থৰ ভৌতিক আৰু ৰাসায়নিক ধৰ্মসমূহ বুজাত অতি গুৰুত্বপূৰ্ণ।

• বেণ্ড গঠন: কঠিন পদাৰ্থ এটাত, পৃথক পৰমাণুবোৰৰ শক্তি স্তৰবোৰ অনুমোদিত শক্তি অৱস্থাৰ অবিৰত বেণ্ড গঠন কৰিবলৈ মিলিত হয়। এই বেণ্ডবোৰ নিষিদ্ধ শক্তি ফাঁকৰ দ্বাৰা পৃথক কৰা হয়। এই বেণ্ডবোৰৰ বিন্যাসে পদাৰ্থৰ বৈদ্যুতিক আৰু তাপীয় ধৰ্মসমূহ নিৰ্ধাৰণ কৰাত এক গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা পালন কৰে।

• ভেলেন্স বেণ্ড আৰু কণ্ডাকচন বেণ্ড: ভেলেন্স বেণ্ড হৈছে সৰ্বোচ্চ শক্তি বেণ্ড যি পৰম শূন্য উষ্ণতাত ইলেক্ট্ৰনৰ দ্বাৰা দখল কৰা হয়। কণ্ডাকচন বেণ্ড হৈছে আটাইতকৈ নিম্ন শক্তি বেণ্ড যি পৰম শূন্য উষ্ণতাত দখল কৰা নহয়। ভেলেন্স বেণ্ড আৰু কণ্ডাকচন বেণ্ডৰ মাজৰ শক্তি ফাঁকটোৱে নিৰ্ধাৰণ কৰাত গুৰুত্বপূৰ্ণ যে পদাৰ্থ এটা অন্তৰক, অৰ্ধপৰিবাহী নে পৰিবাহী।

• অন্তৰক: অন্তৰক পদাৰ্থত, ভেলেন্স বেণ্ড আৰু কণ্ডাকচন বেণ্ডৰ মাজৰ শক্তি ফাঁকটো ডাঙৰ। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে ইলেক্ট্ৰনসমূহে ভেলেন্স বেণ্ডৰ পৰা কণ্ডাকচন বেণ্ডলৈ জঁপিয়াবলৈ যথেষ্ট পৰিমাণৰ শক্তিৰ প্ৰয়োজন। ফলত, অন্তৰকবোৰে কোঠাৰ উষ্ণতাত বিদ্যুৎ পৰিবহণ নকৰে।

• অৰ্ধপৰিবাহী: অৰ্ধপৰিবাহীত, ভেলেন্স বেণ্ড আৰু কণ্ডাকচন বেণ্ডৰ মাজৰ শক্তি ফাঁকটো অন্তৰকতকৈ সৰু। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে ইলেক্ট্ৰনসমূহে তাপ বা পোহৰ শক্তি প্ৰয়োগ কৰি সহজে ভেলেন্স বেণ্ডৰ পৰা কণ্ডাকচন বেণ্ডলৈ জঁপিয়াব পাৰে। ফলত, অৰ্ধপৰিবাহীবোৰে নিৰ্দিষ্ট অৱস্থাত বিদ্যুৎ পৰিবহণ কৰিব পাৰে।

পৰিবাহীত, ভেলেন্স বেণ্ড আৰু কণ্ডাকচন বেণ্ড ওভৰলেপ হয় বা শক্তিৰ ফালে অতি ওচৰত থাকে। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে ইলেক্ট্ৰনসমূহে সহজে ভেলেন্স বেণ্ডৰ পৰা কণ্ডাকচন বেণ্ডলৈ যাব পাৰে, কোঠাৰ উষ্ণতাও। ফলত, পৰিবাহীবোৰে সহজে বিদ্যুৎ পৰিবহণ কৰে।

n-সংখ্যক পৰমাণুৰে গঠিত কঠিন পদাৰ্থৰ ভিতৰৰ শক্তি স্তৰ#

কঠিন পদাৰ্থ এটাত, পৰমাণুবোৰ স্ফটিক জালি বুলি কোৱা নিয়মীয়া, পুনৰাবৃত্তিমূলক নমুনাত সজ্জিত হৈ থাকে। কঠিন পদাৰ্থ এটাত থকা ইলেক্ট্ৰনসমূহ গেছ বা তৰল পদাৰ্থত থকাৰ দৰে ইফাল-সিফাল কৰিবলৈ মুক্ত নহয়, বৰঞ্চ নিৰ্দিষ্ট শক্তি স্তৰলৈ সীমাবদ্ধ। কঠিন পদাৰ্থ এটাৰ শক্তি স্তৰবোৰ স্ফটিক জালিৰ পৰমাণুবোৰ আৰু ইলেক্ট্ৰনৰ মাজৰ আন্তঃক্ৰিয়াৰ দ্বাৰা নিৰ্ধাৰিত হয়।

বেণ্ড গঠন

কঠিন পদাৰ্থ এটাৰ শক্তি স্তৰবোৰ বেণ্ড গঠনৰ চিত্ৰৰ দ্বাৰা প্ৰতিনিধিত্ব কৰিব পাৰি। বেণ্ড গঠনৰ চিত্ৰ এটাই কঠিন পদাৰ্থ এটাত থকা ইলেক্ট্ৰনৰ বাবে অনুমোদিত শক্তি স্তৰবোৰ তেওঁলোকৰ ভৰবেগৰ ক্ৰিয়া হিচাপে দেখুৱায়। বেণ্ডবোৰ বেণ্ড ফাঁক বুলি কোৱা ফাঁকৰ দ্বাৰা পৃথক কৰা হয়।

বেণ্ড ফাঁকবোৰৰ প্ৰস্থে নিৰ্ধাৰণ কৰে যে কঠিন পদাৰ্থ এটা পৰিবাহী, অৰ্ধপৰিবাহী নে অন্তৰক। পৰিবাহী এটাত, বেণ্ড ফাঁকটো ইমান সৰু যে ইলেক্ট্ৰনসমূহে সহজে ভেলেন্স বেণ্ডৰ পৰা কণ্ডাকচন বেণ্ডলৈ যাব পাৰে। অৰ্ধপৰিবাহী এটাত, বেণ্ড ফাঁকটো ডাঙৰ, কিন্তু ইলেক্ট্ৰনসমূহে তাপীয় শক্তি বা পোহৰ শোষণৰ দ্বাৰা ভেলেন্স বেণ্ডৰ পৰা কণ্ডাকচন বেণ্ডলৈ উত্তেজিত হ’ব পাৰে। অন্তৰক পদাৰ্থ এটাত, বেণ্ড ফাঁকটো ইমান ডাঙৰ যে ইলেক্ট্ৰনসমূহে ভেলেন্স বেণ্ডৰ পৰা কণ্ডাকচন বেণ্ডলৈ উত্তেজিত হ’ব নোৱাৰে।

অৱস্থাৰ ঘনত্ব

অৱস্থাৰ ঘনত্ব (DOS) হৈছে কঠিন পদাৰ্থ এটাত ইলেক্ট্ৰনৰ বাবে উপলব্ধ শক্তি অৱস্থাৰ সংখ্যাৰ এক মাপ। DOS হৈছে শক্তিৰ এটা কাৰ্য, আৰু ই নিৰ্দিষ্ট শক্তি স্তৰ এটা দখল কৰা ইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যা গণনা কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি।

DOS গুৰুত্বপূৰ্ণ কাৰণ ই কঠিন পদাৰ্থৰ বৈদ্যুতিক আৰু তাপীয় ধৰ্মসমূহ নিৰ্ধাৰণ কৰে। উদাহৰণস্বৰূপে, ফাৰ্মি স্তৰত উচ্চ DOS থকা কঠিন পদাৰ্থ এটা বিদ্যুৎ পৰিবহণত ভাল হ’ব, আনহাতে ফাৰ্মি স্তৰত নিম্ন DOS থকা কঠিন পদাৰ্থ এটা বিদ্যুৎ পৰিবহণত বেয়া হ’ব।

কঠিন পদাৰ্থৰ ভিতৰৰ শক্তি স্তৰবোৰ স্ফটিক জালিৰ পৰমাণুবোৰ আৰু ইলেক্ট্ৰনৰ মাজৰ আন্তঃক্ৰিয়াৰ দ্বাৰা নিৰ্ধাৰিত হয়। কঠিন পদাৰ্থ এটাৰ বেণ্ড গঠনক কঠিন পদাৰ্থটোৰ বৈদ্যুতিক আৰু তাপীয় ধৰ্মসমূহ বুজিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি।

পদাৰ্থৰ বিভিন্ন অৱস্থাৰ ভিতৰৰ শক্তি স্তৰ#

পদাৰ্থ এটাৰ ভিতৰৰ শক্তি স্তৰবোৰ ইয়াৰ অৱস্থাৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে। সাধাৰণতে, পদাৰ্থ এটাৰ শক্তি স্তৰবোৰ উষ্ণতা বৃদ্ধিৰ লগে লগে বৃদ্ধি পায়। ইয়াৰ কাৰণ হৈছে যে পদাৰ্থ এটাত থকা পৰমাণু আৰু অণুবোৰ উচ্চ উষ্ণতাত বেগেৰে চলাচল কৰে, আৰু এই বৃদ্ধি পোৱা গতিয়ে উচ্চ শক্তি স্তৰৰ সৈতে মিল খায়।

• কঠিন পদাৰ্থ: কঠিন পদাৰ্থ এটাত, পৰমাণু আৰু অণুবোৰ শক্তিশালী আন্তঃআণৱিক শক্তিৰ দ্বাৰা ধৰি ৰখা হয়। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে পৰমাণু আৰু অণুবোৰবোৰ বেছি চলাচল কৰিব নোৱাৰে, আৰু তেওঁলোকৰ শক্তি স্তৰবোৰ তুলনামূলকভাৱে নিম্ন। কঠিন পদাৰ্থ এটাৰ শক্তি স্তৰবোৰ সাধাৰণতে দুটা বেণ্ডলৈ ভাগ কৰা হয়: ভেলেন্স বেণ্ড আৰু কণ্ডাকচন বেণ্ড। ভেলেন্স বেণ্ড হৈছে শক্তি স্তৰৰ বেণ্ড যিটো পৰম শূন্য উষ্ণতাত পদাৰ্থটোত থকা ইলেক্ট্ৰনসমূহে দখল কৰে। কণ্ডাকচন বেণ্ড হৈছে শক্তি স্তৰৰ বেণ্ড যিটো ইলেক্ট্ৰনসমূহে তাপ বা পোহৰৰ দ্বাৰা উত্তেজিত হ’লে দখল কৰিব পাৰে।

• তৰল পদাৰ্থ: তৰল পদাৰ্থ এটাত, পৰমাণু আৰু অণুবোৰ কঠিন পদাৰ্থতকৈ দুৰ্বল আন্তঃআণৱিক শক্তিৰ দ্বাৰা ধৰি ৰখা হয়। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে পৰমাণু আৰু অণুবোৰবোৰ অধিক মুক্তভাৱে চলাচল কৰিব পাৰে, আৰু তেওঁলোকৰ শক্তি স্তৰবোৰ কঠিন পদাৰ্থতকৈ উচ্চ। তৰল পদাৰ্থ এটাৰ শক্তি স্তৰবোৰ সাধাৰণতে অবিৰত, অৰ্থাৎ শক্তি স্তৰৰ কোনো পৃথক বেণ্ড নাথাকে।

• গেছ: গেছ এটাত, পৰমাণু আৰু অণুবোৰ কোনো গুৰুত্বপূৰ্ণ আন্তঃআণৱিক শক্তিৰ দ্বাৰা ধৰি ৰখা নহয়। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে পৰমাণু আৰু অণুবোৰবোৰ অতি মুক্তভাৱে চলাচল কৰিব পাৰে, আৰু তেওঁলোকৰ শক্তি স্তৰবোৰ অতি উচ্চ। গেছ এটাৰ শক্তি স্তৰবোৰ সাধাৰণতে অবিৰত, অৰ্থাৎ শক্তি স্তৰৰ কোনো পৃথক বেণ্ড নাথাকে।

পৰ্যায় পৰিৱৰ্তন#