Le proprietà
studiate

Proprietà elettroniche 3/4

La densità di carica


Nell'investigazione delle proprietà elettroniche di un materiale allo stato solido torna estremamente utile il calcolo della densità di carica elettronica.

Tale grandezza è definita a partire dalla probabilità di trovare una certa quantità di carica elettronica in un dato volume.


Mappe della densità di carica di valenza per quattro materiali differenti nella stessa struttura cristallina.


Le curve di livello mostrano come si distribuisce la carica in corrispondenza degli atomi che si trovano agli estremi e al centro del margine inferiore e superiore della figura, e i legami, indicati con il tratto rosso.

Una semplice analisi qualitativa delle mappe consente di avere informazioni sul tipo di legame chimico nei diversi materiali.

Nella figura sono mostrate quattro situazioni differenti.
Consideriamo i due casi estremi:

  • il Silicio ha legami di tipo covalente, perché la carica è distribuita il modo simmetrico rispetto il legame;
  • il Bromuro di Sodio ha legami quasi totalmente ionici, perché la carica è concentrata attorno all'atomo di Bromo che a quello di Sodio.

L'Arseniuro di Gallio e il Seleniuro di Zinco presentano invece legami in parte covalenti e in parte ionici.