1。強い結合と密集した構造:
- 共有結晶は、原子間に強い方向性共有結合を持ち、しっかりと詰め込まれた剛性構造をもたらします。
- この構造は、電子の動きを制限し、光が通過できるように光を吸収して再放射するのを防ぎます。
2。高エネルギーギャップ:
- 共有結晶のしっかりと結合した電子は、励起するために大量のエネルギーを必要とします。
- この高いエネルギーギャップは、可視光のほとんどの波長が電子を励起するために必要なエネルギーを欠いていることを意味します。
- その結果、光は吸収されず、代わりに反射または散らばっているため、結晶が不透明になります。
3。光の吸収:
- 光が共有結晶と相互作用すると、一部の波長は電子によって吸収されます。
- 吸収されたエネルギーは電子をより高いエネルギーレベルに上昇させますが、これらの励起状態は短命です。
- 電子が基底状態に戻ると、吸収されたエネルギーを熱として、または異なる波長の光子として放出します。
- このプロセスは、多くの場合、赤外線または紫外線領域の光の吸収と光の放射につながり、結晶を可視光に不透明にします。
例:
- ダイヤモンド(カーボン)
- シリコン(SI)
-Quartz(SIO2)
注:
- 共有結晶は一般に不透明ですが、一部の材料は電磁スペクトルの特定の領域で透明性を示すことができます。
- たとえば、シリコンのような一部の半導体は、赤外線に透明になります。
要約すると、共有結晶の強い結合、密集した構造、および高いエネルギーのギャップは、最も目に見える光波長を吸収、反射、または散乱する傾向があるため、不透明度につながります。