Energia de ligação

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Ir para: navegação, pesquisa
Principais energias em estrutura de bandas para sólidos cristalinos.

A energia de ligação (EB) é um termo normalmente utilizado quando se trabalha com a análise da estrutura eletrônica da matéria (estrutura de bandas), em especial na espectroscopia de elétrons. É comum também em outras, a exemplo na física do estado sólido.

Rigorosamente falando, a Energia de Ligação de um dado estado quântico eletrônico identificado por s é a diferença das energias totais do sistema quando este estado encontra-se desocupado e ocupado por um elétron, respectivamente. Assume-se que o sistema, mantida a ausência no primeiro caso, já tenha relaxado energeticamente de forma a acomodar-se à ausência do elétron no referido estado, assumindo a configuração que lhe permita então a menor energia total com o referido estado vazio. Sendo EsistemaN-1 a energia total do sistema com a ausência do elétron no referido estado [1] e EtotalN a energia total do sistema com o referido estado preenchido, ou seja, com N elétrons e em seu estado de equilíbrio termodinâmico, temos que:

EB = E N−1 sistema − ENtotal

Em sólidos geralmente utiliza-se como referência para a medida da energia de ligação a energia de Fermi. Entretanto não é incomum encontrar-se dados sobre energias de ligação referidas à energia de nível de vácuo, ou, às vezes, à energia do topo da banda de valência, e certo cuidado deve ser tomado ao se utilizar valores obtidos da literatura.

Devido às dificuldades inerentes na determinação da energia total do sistema, costuma-se assumir aproximações práticas para a energia de ligação. A mais simples consiste em negligenciar a energia envolvida no processo de relaxação do sistema e assumir a energia de ligação como sendo o negativo da energia do estado a partir do qual o elétron é retirado. Esta aproximação, apesar de negligenciar mudanças nos orbitais do átomo do qual o elétron é removido bem como mudanças na distribuição eletrônica do cristal devido à presença de um íon positivo na rede e à ausência de um elétron, mostra-se muitas vezes útil, e é conhecida como aproximação de Koopman.[2]

Tabelas com as energias de ligações para os elementos e vários compostos destes podem ser encontradas na literatura.[3]

Referências

  1. Repare que a energia total do sistema neste caso não corresponde à sua energia no equilíbrio termodinâmico. Daí o uso da nomenclatura E N−1 sistema e não ENtotal , utilizada para referir-se à energia no caso de equilíbrio termodinâmico.
  2. Hüfner. Photoelectron Spectroscopy.
  3. Hüfner; Mouder; Cardona; D. Briggs.

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

  • Carvalho, Lauro Chieza de - Estudo das Estruturas Fe:GaAs e Fe:Cs:GaAs por Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X - Universidade Federal de Minas Gerais - ICEx - 11 de julho de 2005 [1].
  • Hüfner, Stefan. Photoelectron spectroscopy, Second Edition (Solid-State Sciences). Springer Verlag (1995).
  • Mouder, John F., Stickle, William F.; Sobol, Peter E.; King, Roger C. Jr. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy. Physical Eletronics, Inc. (1995).
  • M. Cardona; L. Ley. Topics in Applied Physics, vol. 26: Photoemission in Solids I. Springer Verlag (1978).
  • D. Briggs, M. P. Seah. Pratical Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy. John Wiley & Sons (1983).

Ver também[editar | editar código-fonte]


Energia de ligação