Kết hợp giữa lai hóa orbital AO của VB và mô hình VSEPR: thể giải thích và dự đoán số phối trí và hình dạng phân tử, nhưng không giải thích được từ tính và các phổ điện tử.Thuyết MO giải thích được các tính chất điện, từ tính; không dự đoán được hình dạng phân tử. MO là kết quả của sự tổ hợp tuyến tính các AO của các nguyên tử nằm gần nhau.
Liên kết cộng hóa trị Thuyết liên kết hóa trị VB Kết hợp lai hóa orbital AO VB mơ hình VSEPR: thể giải thích dự đốn số phối trí hình dạng phân tử, khơng giải thích từ tính phổ điện tử Thuyết orbital phân tử MO Thuyết MO giải thích tính chất điện, từ tính; khơng dự đốn hình dạng phân tử MO kết tổ hợp tuyến tính AO nguyên tử nằm gần Thuyết VB tập trung vào electron lớp vỏ nguyên tử: Cặp electron tạo thành liên kết cộng hóa trị đóng góp electron từ hai nguyên tử tham gia liên kết; Hai electron nguyên tử chiếm giữ AO tạo thành cặp electron không liên kết chiếm giữ phần không gian dạng thùy quanh nguyên tử; Hai electron nguyên tử tham gia tạo thành liên kết hai nguyên tử, tạo thành liên kết phối trí; Các nguyên tử đóng góp nhiều electron vào trình hình thành liên kết hai nguyên tử tạo thành liên kết bội Một số đặc điểm trình tạo thành MO: Số lượng MO tạo thành số lượng AO tham gia tổ hợp; MO liên kết có lượng thấp AO tham gia tổ hợp, MO phản liên kết có lượng cao hơn, MO khơng liên kết có mức lượng với AO riêng lẻ; MO (hoặc *) có vùng xen phủ nằm đường nối tâm nguyên tử; vùng MO (hoặc *) không nằm đường nối tâm Cấu trúc electron tinh thể kim loại Al Cấu trúc vùng lượng Na Năng lượng B C 3p 3s A 2p 2s 1s r’ ro khoảng cách nguyên tử Năng lượng ~6 eV (a) Na (b) Mg (c) Graphite (d) Si, CdS (e) Kim cương Cấu trúc vùng lượng (a) (b) kim loại, (c) kim, (d) bán dẫn, (e) cách điện Vùng màu đỏ: mức lượng trống; vùng màu xanh: mức bị chiếm giữ Cấu trúc vùng lượng chất bán dẫn Vùng dẫn e– e– e– e– Eg n n0 exp kT Vùng cấm + + + + Vùng hóa trị Sự hình thành dải lượng bán dẫn Si * sp3 Vùng dẫn sp3 Vùng cấm Vùng hóa trị (a) (b) Cấu trúc vùng lượng chất rắn vô Hợp chất III–V, II–VI I–VII 3s, 3p Cl– đầy, Na+ trống Sự chồng chập AO 3p Cl– tạo thành dải VB đầy Sự chồng chập AO 3s 3p Na+ tạo thành dải CB trống Cấu trúc vùng lượng chất rắn vô Hợp chất kim loại chuyển tiếp TiO: - Cấu trúc kiểu NaCl - Độ dẫn điện ~103 –1cm–1 NiO: - Cấu trúc kiểu NaCl - Độ dẫn điện ~10-14 –1cm–1 x x y y Ti O Ti Ni O Ni O Ti O O Ni O Ti O Ti Ni O Ni (a) Ti2+ có cấu hình 3d2 (b) Ni2+ có cấu hình 3d8 Độ dẫn điện Định nghĩa Cơng thức tổng quát tính độ dẫn điện: ne Chất bán dẫn có cấu trúc tinh thể kiểu kim cương sphalerite • Ngun tố nhóm IV gồm C, Si, Ge có cấu trúc mạng tinh thể kiểu kim cương • Các hợp chất tổ hợp nguyên tố nhóm III–V GaAs GaP; II–VI CdTe có cấu trúc kiểu kim cương có luân phiên nguyên tố hốc tứ diện (kiểu sphalerite) Si Si Si Si x x x Si x Si x x Ga x x Si Si Si x Si Vùng dẫn 1.1 eV (a) x Si 0.1 eV e e e Vùng hóa trị electron thừa x Vùng dẫn 0.1 eV As x Si Si x e e mức nhận e e e e e 1.1 eV Vùng hóa trị (b) (a) bán dẫn loại p Si pha tạp Ga, (b) bán dẫn loại n Si pha tạp As mức cho Ví dụ Ví dụ (Giả thiết nguyên tử B pha tạp làm phát sinh lỗ trống pha tạp)