A energia
de ligação (EB) é um termo normalmente utilizado
quando se trabalha com a análise da estrutura
eletrônica da matéria (estrutura de bandas), em
especial na espectroscopia de elétrons. É comum
também em outras, a exemplo na física do estado
sólido.
Rigorosamente falando, a
Energia de Ligação de um dado estado quântico
eletrônico identificado por s é a diferença das
energias totais do sistema quando este estado
encontra-se desocupado e ocupado por um elétron,
respectivamente. Assume-se que o sistema,
mantida a ausência no primeiro caso, já tenha
relaxado energeticamente de forma a acomodar-se
à ausência do elétron no referido estado,
assumindo a configuração que lhe permita então a
menor energia total com o referido estado vazio.
Sendo EsistemaN-1 a energia total do sistema com
a ausência do elétron no referido estado e
EtotalN a energia total do sistema com o
referido estado preenchido, ou seja, com N
elétrons e em seu estado de equilíbrio
termodinâmico, temos que:
Principais energias em
estrutura de bandas para sólidos
cristalinos. |
EB = E N−1 sistema − ENtotal
Em sólidos geralmente
utiliza-se como referência para a medida da
energia de ligação a energia de Fermi.
Entretanto não é incomum encontrar-se dados
sobre energias de ligação referidas à energia de
nível de vácuo, ou, às vezes, à energia do
da banda de valência, e certo cuidado deve ser
tomado ao se utilizar valores obtidos da
literatura.
Devido às dificuldades
inerentes na determinação da energia total do
sistema, costuma-se assumir aproximações
práticas para a energia de ligação. A mais
simples consiste em negligenciar a energia
envolvida no processo de relaxação do sistema e
assumir a energia de ligação como sendo o
negativo da energia do estado a partir do qual o
elétron é retirado. Esta aproximação, apesar de
negligenciar mudanças nos orbitais do átomo do
qual o elétron é removido bem como mudanças na
distribuição eletrônica do cristal devido à
presença de um íon positivo na rede e à ausência
de um elétron, mostra-se muitas vezes útil, e é
conhecida como aproximação de Koopman.
Bibliografia
Carvalho, Lauro Chieza de - Estudo das
Estruturas Fe:GaAs e Fe:Cs:GaAs por
Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por
Raios X - Universidade Federal de Minas Gerais -
ICEx - 11 de julho de 2005.
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