エネルギーバンド図の見方について

質問

エネルギーバンド図の見方について

こんにちは。エネルギーバンド図や、その見方についていくつかご質問させてください。

(1)バンド図の線について
http://www.bandstructure.jp/Table/BAND/band_png/li_bhs_3100.ps.png
まず、これはLiのBCC構造のバンド図とのことですが、各線は原子の各電子の
軌道エネルギー値と考えてよいのでしょうか。Liは電子が３つなのに、線が６本あるのは
BCC単位胞内に２つの原子があるから、線も６本あるという認識でよいのでしょうか。

(2)格子定数を大きな値にした場合
もし、格子定数をすごく大きな値に設定してバンド計算をした場合には
バンド図は横直線が並んだものになるのでしょうか。その準位は、孤立原子での
軌道エネルギーとなるのでしょうか。
Liの軌道エネルギーを計算したところ、-2.48,-2.46,-0.2[hartree]となり、
そのエネルギー幅は約67[ev]程度となりますが、上図では30[ev]程度です。
原子同士が近づくことで、軌道エネルギーはかなり低下するという認識でよいのでしょうか。

(3)エネルギーが分散する理由について
原子同士が近づくと、中心から離れた最外殻の電子の軌道が混ざり合って、エネルギーが分散
するイメージはなんとなくわかるのですが、1s電子などのコアに近い電子の軌道エネルギーも
大きく分散してしまう理由は何でしょうか。

いろいろ質問ばかりで申し訳ございませんが、お分かりになられれば教えてください。

回答No.1

leo-ultra · ベストアンサー

> 1s電子などのコアに近い電子の軌道エネルギーも
大きく分散してしまう理由は何でしょうか。

> Liは電子が３つなのに、線が６本あるのは
BCC単位胞内に２つの原子があるから、線も６本あるという認識でよいのでしょうか。

図にValence electron onlyと書かれています。価電子のみです。
ですから、2s電子（2pも含まれていそうだな。）のみが書かれています。

1s電子は図に書かれていません。たぶん分散はゆるいのではないでしょうか？

図にEfと横線が書かれていますが、これがフェルミエネルギーです。

これより下の状態は電子で埋まっていますが、上の状態は空です。

お礼

ありがとうございます。

＞図にValence electron onlyと書かれています。価電子のみです。
＞ですから、2s電子（2pも含まれていそうだな。）のみが書かれています。
＞1s電子は図に書かれていません。たぶん分散はゆるいのではないでしょうか？
そうなのですね、どうやら全電子のエネルギーが書かれていると勘違いしていました。
線がたくさんあるということは、励起状態のエネルギーも計算しているということ
なのでしょうかね。色々納得しました、ありがとうございます。