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ElectrÓlliCQ física
en el mismo estado, con la misma energía, lo que
no es posible.
En el caso de un átomo de silicio, es bien
sabido que mientras esté aislado tiene una serie
de estados discretos permitidos que se conocen
como, 15, 2s, 2p, 35, 3p, 3d, 45, 4p, 4d, 4j, 55, 5p, 5d,
5j, 6s, 6p, 6d, etc., y tiene únicamente 14 electro·
nes, que en su estado base (mínima energía)
ocupan hasta el nive13s, 3p.
Después de exponer esto, quizá quede claro
que elpril1cipiodeexclusiónde Pauli no es más que
unil regla que observa la naturaleza cuando in·
tcrilctúiln muchos cuerpos. Ésta es una manera
muy particular de expresar el comportamiento
de la naturaleza.
Cabe aclarar en este punto que un átomo se caracteriza por cuatro números cuánticos,
tres relacionados con las coordenadas espaciales y uno con el "espín", coordenada
interna del electrón. La energía de los electrones se define por esos números cuánticos.
Cada orbital atómico (15, por ejemplo) se define por dos números cuánticos. Dentro de
cada orbital existen los electrones equivalentes y su número está definido por los otros
dos números cuánticos (2 en el s, 6 en el p, ete.). En los problemas del capítulo anterior
sólo aparecía un número cuán tico n, porque se estudiaron sistemas de una dimensión
y de una partícula.
Una de las ideas más simples de la teoría d el
enlace molecular será empleada para demostrar
la existencia de las bandas de energía. De acuer–
do con ésta, es posible entender el comporta–
miento energético de cualquier sistema atómico
o molecu lar independientemente de su estado de
agregación, número de constituyentes o condi–
ciones de presión o temperatura.
En el d iagrama que se presenta a continuación
se esquematiza la transición de un átomo aislado
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E
4)( N estados, banda de conducción
I 6 x: N estados I
~-----~~---'P
2)( N estados
4)( N estados, banda de valencia
" Distancia InteratÓmica d
Figura 11.1. Diagrama de transición de un material (silicio). Cuando la distancia Interatómlca es muy grande
el material es un gas de poca densidad con diagramas atÓmicos independientes Iguales.
Cuando la distancia interatómica es Xo el sólido está en equilibrio y los niveles 3~ y 3p se hibrldizan,
dando lugar a las bandas de energía (spJ).