Γιατί οι ομοιοπολικοί κρύσταλλοι είναι αδιαφανές;
1. Ισχυρή συγκόλληση και σφιχτά συσκευασμένη δομή:
- Οι ομοιοπολικοί κρύσταλλοι έχουν ισχυρούς, κατευθυντικούς ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ των ατόμων, με αποτέλεσμα μια σφιχτά γεμάτη, άκαμπτη δομή.
- Αυτή η δομή περιορίζει την κίνηση των ηλεκτρονίων, εμποδίζοντας τους να απορροφήσουν και να εκπέμπουν ξανά το φως με τρόπο που θα επέτρεπε να περάσει το φως.
2. Κενό υψηλής ενέργειας:
- Τα στενά δεσμευμένα ηλεκτρόνια σε ομοιοπολικούς κρυστάλλους απαιτούν μεγάλη ποσότητα ενέργειας.
- Αυτό το υψηλό ενεργειακό κενό σημαίνει ότι τα περισσότερα μήκη κύματος του ορατού φωτός δεν έχουν την απαραίτητη ενέργεια για να διεγείρουν ηλεκτρόνια.
- Ως αποτέλεσμα, το φως δεν απορροφάται και αντ 'αυτού, αντικατοπτρίζεται ή διασκορπίζεται, καθιστώντας τον κρύσταλλο να φαίνεται αδιαφανές.
3. Απορρόφηση του φωτός:
- Όταν το φως αλληλεπιδρά με ένα ομοιοπολικό κρύσταλλο, ορισμένα μήκη κύματος απορροφώνται από τα ηλεκτρόνια.
- Η απορροφημένη ενέργεια αυξάνει τα ηλεκτρόνια σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας, αλλά αυτές οι διεγερμένες καταστάσεις είναι βραχύβια.
- Καθώς τα ηλεκτρόνια πέφτουν πίσω στην κατάσταση του εδάφους τους, απελευθερώνουν την απορροφημένη ενέργεια ως θερμότητα ή ως φωτόνια διαφορετικών μηκών κύματος.
- Αυτή η διαδικασία συχνά οδηγεί στην απορρόφηση του φωτός και στην εκπομπή φωτός στις υπερύθρες ή υπεριώδεις περιοχές, καθιστώντας τον κρύσταλλο να φαίνεται αδιαφανές στο ορατό φως.
Παραδείγματα:
- Diamond (άνθρακα)
- πυρίτιο (SI)
- Quartz (SiO2)
Σημείωση:
- Ενώ οι ομοιοπολικοί κρύσταλλοι είναι γενικά αδιαφανή, ορισμένα υλικά μπορούν να παρουσιάσουν διαφάνεια σε συγκεκριμένες περιοχές του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
- Για παράδειγμα, ορισμένοι ημιαγωγοί, όπως το πυρίτιο, γίνονται διαφανείς στο υπέρυθρο φως.
Συνοπτικά, η ισχυρή συγκόλληση, η σφιχτά συσκευασμένη δομή και το υψηλό ενεργειακό χάσμα σε ομοιοπολικούς κρυστάλλους οδηγούν στην αδιαφάνεια τους, καθώς τείνουν να απορροφούν, να αντανακλούν ή να διασκορπίζουν τα πιο ορατά μήκη κύματος φωτός.
