Enunciado
Química - Young and Freedman - Vol 4- Ed: 12º - Capítulo 42.Exercícios - Ex. 18
A largura da banda de energia proibida entre a banda de valência e a banda de condução do diamante é igual a .
- Qual é o comprimento de onda máximo de um fóton capaz de excitar um elétron do topo da banda de valência até a banda de condição?
- Por que o diamante puro é transparente e não tem cor?
- Muitas pedras de diamante apresentam uma coloração amarela. Explique como as impurezas do diamante podem produzi essa cor.
Passo 1
Letra a)
A banda proibida tem a energia de , certo? De outros carnavais sabemos que a energia associada a um fóton é:
E como o fóton é uma onda eletromagnética, ela se movimenta na velocidade da luz, então , daí podemos substituir ali em cima e achar a energia da banda proibida em função do comprimento de onda:
Lembrando que a constante de Planck aqui vai estar em e que equivale ao valor de beleza?
Passo 2
Letra b)
Esse comprimento de onda de está na região do ultravioleta.
Sendo assim, a luz visível não tem energia suficiente para excitar os elétrons na banda de condução, de modo que a luz visível passa pelo diamante e não é absorvida, sendo totalmente transmitida.
Passo 3
Letra c)
As impurezas podem diminuir a energia do gap de energia, facilitando a absorção da luz visível (de menor comprimento de onda) pelo material. Isso permite que a luz visível de maior comprimento de onda passe, dando a cor do diamante.
Resposta
Luz no espectro do visível.