对于独立的,无相互作用的原子来说,其电子最低能量状态的径向概率密度函数是固定的。
而当两个原子相互靠近的时候,其电子最低能量状态的径向概率密度函数曲线会相互重叠,意味着两个原子会相互影响。
由泡利不相容原理可知,两个波函数的逐渐重叠会导致能级分裂,一个分立的量子化能级分裂成两个分立的能级,靠得越近,分裂得越厉害。下图为两个相同原子相互靠近后,能级的分裂情况示意。
在两个原子靠近前,有能级关系
当原子相互聚集形成晶体的时候,最初的量子化能级就会分裂为分立的允带。由泡利不相容原理指出,量子态的总数不会随着晶体的形成而变化,而且任意两个电子都不会有相同的量子数。于是每一个分立能级就必须分裂为一个能带。有 n 个原子,能级就会分裂为 n 个分立的等距的允带。
对于 n 个原子而言,当它们相互靠近的时候,最先产生相互影响的能级一定是最外层的能级。随着距离的逐渐减小,内层的能级也开始逐渐接触。在