Transparencia de los materiales

¿La transparencia del material tiene algo que ver con el enlace intermolecular o intramolecular? Por ejemplo, tanto el grafito como el diamante son de carbono, pero el grafito es opaco y el diamante transparente.

Respuestas (1)

Ni ni. Los tipos de enlaces intermoleculares e intramoleculares (van der waals, iónico, covalente, enlace metálico) juegan un papel menor o mayor en un sólido dependiendo de su material (mezcla de elementos, distancia interatómica, tipo de red cristalina...) .

Al final, la función dieléctrica definirá teóricamente la reflectividad, la transparencia y la absorción de un sólido para una longitud de onda de luz específica para estos tipos de enlace (polarización iónica/electrónica). Mira la imagen y la fórmula aquí .

La transparencia se define principalmente por los electrones libres, la posición de Fermi Energy y el tipo de estructura de banda en un sólido . Por ejemplo, los metales (enlaces "intermoleculares" metálicos) a menudo son reflectantes y no transparentes debido a los electrones libres, su energía de Fermi está fuera de los eventuales espacios de banda. Muchos aisladores (enlace iónico "intermolecular") tienen energía de Fermi dentro de una brecha de banda de energía de >4 eV, pero la energía del fotón óptico es de alrededor de 1 a 3 eV . Entonces, los electrones en la banda de valencia debajo de la banda prohibida no pueden absorber estos fotones ópticos, el material es transparente. Muchos semiconductores tienen una banda prohibida de alrededor de 1 eV, por lo que sus electrones de valencia pueden absorber fotones.

Por supuesto, los principales tipos de enlaces específicos en un semiconductor codefinirán la estructura de bandas de Fermi Energy. Pero son factores necesarios, no suficientes para las propiedades ópticas de los sólidos. Puede clasificar aproximadamente los tipos de sólidos por sus tipos de enlace dominantes (aisladores-iónicos/covalentes, metales-metálicos,...).

Entonces, ¿qué le sucede a un fotón que no es absorbido por un material transparente? Quiero decir, ¿cuál es el tipo de interacción entre el fotón y el átomo cuando se siente transparente y pasa?