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Alt 08.01.2009, 22:54   #1   Druckbare Version zeigen
M to the arkus Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 43
Bändermodell

Hallo zusammen

Am Samstag muss ich bei einer mündlichen Prüfung bezogen auf meine Facharbeit, in der es in dem Lithium-Ionen-Akkumulator geht, auch Fragen "zum Thema" beantworten können.

Genannt hat mir mein Dozenz u.a. den Begriff Bändermodell.
Da er es in Kombination mit Photovoltaik verwendet hat, denke ich, er will da auf den p/n-übergang hinaus oder warum Silizium leitet.

Ich formuliere meine Anliegen mal so:
1)Könnte jemand entweder das Bändermodell so erklären, dass man es auf Photovoltaik anwenden kann.(p/n-Übergang-wieso?)
Besser wäre vllt:
2)Dass ich das Bändermodell auf alles Anwenden kann ich denke das macht mehr Sinn als nur speziell auf den p/n-übergang bezogen, dann isses einmal richtig drinn.
3)Da ich den Zusammenhang von Lithium-Ionen-Akkumulator und Bändermodell nicht einschätzen kann: Kann mir einer erläutern,ob da überhaupt einer besteht? (außer über die Photovoltaik?)^^

Wie gesagt,ich kenne mich damit absolut nicht aus. Hab schon gegoogelt, versteh das nur zu einem Viertel. Ihr wisst bestimmt besser, ob das einfacher ist, das ganze Bändermodell zu erläutern, oder nur diesen Fall mit dem p/n-Übergang...

Ich bin für alle Antworten dankbar

Links sind besser als gar nichts...nur bitte nicht mit wiki kommen, da war ich schon...
M to the arkus ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 09.01.2009, 22:09   #2   Druckbare Version zeigen
M to the arkus Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 43
AW: Bändermodell

Hmm eine ungefähre Antwort wie das Bändermodell funktioniert wäre auch nicht schlecht. Sonst bin ich ziemlich aufgeschmissen, wenn der das morgen fragt. Bin mir nicht ganz sicher,ob mir google ausreichend geholfen hat.
M to the arkus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.01.2009, 22:24   #3   Druckbare Version zeigen
ein fragender  
Mitglied
Beiträge: 10
AW: Bändermodell

tut mir leid hab keine Ahnung vom Bändermodell
gibt es keine literatur darüber? wär eh zu spät
bei google hab ich dazu einiges gefunden vorallem im zusammenhang mit Photovoltaik es dürfte dir also schon ein wenig geholfen haben

hoffe es antwortet noch jemand der mehr darüber weis
ein fragender ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.01.2009, 22:29   #4   Druckbare Version zeigen
VaterchenFrost Männlich
Mitglied
Beiträge: 66
AW: Bändermodell

Alles aus dem Kopf! Bedarf der Überprüfung!

Im Bändermodell geht man davon aus, dass in der Atomhülle ein Valenzband und ein Leitungsband existieren.

Elektronen im Valenzband bilden chemische Bindungen.
Elektronen im Leitungsband leiten elektrischen Strom.

Die Energie der leitungselektronen ist geringer als die der valenzelektronen. Wird jetzt energie hinzugefügt wird, kann die ja bekanntermaßen nicht verloren gehen. Sie wird aufgenommen, indem ein elektron vom valenzband ins Leitungsband wechselt (Stichwort: angeregter Zustand)

Dieses Prinzip ist Grundlage der Halbleitertechnik. Die energie wird in diesem Fall in Form von Wärme hinzugefügt.
Mehr Wärme -> Mehr Elektronen im Leitungsband.


Prinzip bei Übertaktungen: Mehr Spannung -> Mehr Energie -> Mehr Wärme -> mehr elektronen im Leitungsband. Problem: irgendwann wird entweder die Zersetzungsspannung oder die aktivierungsenergie für ne Chemische Reaktion erreicht. Dann passiert das, was im Jargon als "Rösten" bezeichnet wird.

Bei Photovoltaik währe es einfach genau umgekehrt benutzt. Die Anregung geschieht hier durch Photonen.

Jetzt unsicher, Prüfen:

Wenn sich Valenzband und Leitungsband überlappen liegt ein Leiter vor.
Wenn Valenzband und Leitungsabstand nur geringfügig auseinander liegen liegt ein Halbleiter vor.
Wenn Valenzband und Leitungsband weit auseinander liegen liegt ein Isolator vor.

Ich kann mir nicht so richtig vorstellen, was ein Li-akku mit Photovoltaik zu tun haben soll. Mal davon abgesehen, dass man sie beide im gleichen Stromkreis anschliesen kann...


mfg

VaterchenFrost
VaterchenFrost ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.01.2009, 22:58   #5   Druckbare Version zeigen
M to the arkus Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 43
AW: Bändermodell

Ok dankeschön, jetzt hab ich das schon besser verstanden.
Soweit so gut... nur eine Sache verstehe ich nicht:
Du sagstest:

"Die Energie der leitungselektronen ist geringer als die der valenzelektronen. Wird jetzt energie hinzugefügt wird, kann die ja bekanntermaßen nicht verloren gehen. Sie wird aufgenommen, indem ein elektron vom valenzband ins Leitungsband wechselt"

Also was versteht man daran, dass die Energie der Leitungselektronen geringer ist?
Das würde ja bedeuten, dass Energie verloren geht, wenn durch Energiezufuhr die ELektronen im Valenzband eine "geringere Energie" als zuvor erhalten und ins Leitungsband übergehen. Oder sollte man im im Zitat den Begriff "Energie" mit "energetischer Zustand" austauschen.

Ansonsten hast du mir schon sehr geholfen
Danke
M to the arkus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.01.2009, 00:13   #6   Druckbare Version zeigen
VaterchenFrost Männlich
Mitglied
Beiträge: 66
AW: Bändermodell

Die Begriffe werden im allgemeinen äquivalent benutzt. Sie sind daher Problemlos austauschbar.

Am anschaulichsten ist das meiner Meinung nach mit der Energie im Bor-Modell zu erklären:
Elektronen als Teilchen mit Masse die mit einem bestimmten Impuls den Kern umkreisen und von diesem angezogen werden.

Wenn man jetzt Energie hinzufügt wird das Teilchen gewissermaßen schneller. Damit es nicht "aus der Bahn geschleudert" wird verändert sich sein Abstand zum Kern. Es springt auf ein höheres Energieniveau. Das bezeichnet man als "angeregten Zustand". Sobald dieser erreicht ist, ändert sich solange nichtsmehr, bis genügend energie vorhanden ist, um ein weiteres elektron anzuregen (dafür braucht man gigantropisch viel mehr energie). Um die Energie zu kompensieren/"speichern" wird das nächste atom angeregt und so fort.


Durch die Kernanziehung hat das elektron ständig die Neigung auf sein ursprüngliches Energieniveau (Schale) zurückzufallen. Wenn keine Energie mehr zugeführt wird, passiert das auch. Die Energie wird von dem elektron abgegeben. Bei Flammenfärbungsversuchen in Form von sichtbarem Licht, bei photovoltaik in Form von Elektrizität.

Zitat:
Das würde ja bedeuten, dass Energie verloren geht, wenn durch Energiezufuhr die ELektronen im Valenzband eine "geringere Energie" als zuvor erhalten und ins Leitungsband übergehen.
Ein sehr guter Gedanke und der Grund, aus dem ich ein zweites mal antworte!!

Das ist der Grund, aus dem Supraleiter mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden. Beachte, dass die Energie lediglich die Atomhülle verlässt. Vernichtet ist sie dadurch noch lange nicht.


Leider kann ich es dir nicht umfassend erklären, aber ich versuche es.
Ich nehme mal Al als Beispiel:
Die Elektronen des 3. Hauptenergieniveaus sind die Valenzelektronen (bekannt)
Demnach sollten Elektronen des 2. Hauptenergieniveaus die Leitungselektronen sein.

Um jetzt mehr Elektronen ins 2. Hauptenergieniveau (HEN) zu bekommen hat man zwei Möglichkeiten:
- man erhöht die Energie eines Elektrons aus dem 1. HEN
- man verringert die Energie eines Elektrons aus dem 3. HEN

//Edit: Beachte: Al ist afaik ein ausgesprochen schlechtes Beispiel für einen Supraleiter! Warum sagt dir das quantenmechanische atommodell. Sorry, aber das werde ich dir nicht erklären und ich glaube das wird dein Lehrer nicht fragen.


mfg

VaterchenFrost
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