Cтраница 3
Определенный порядок расположения вращающихся электронов обусловливается обменными силами, приводящими к обменному взаимодействию. Теория ферромагнетизма элементов основана на наличии у атомов недостроенных внутренних оболочек 3d и 4 /, имеющих высокую плотность их состояний. У таких элементов, как железо, никель, кобальт, имеющих недостроенную 3d оболочку, или у таких элементов, как гадолиний, диспрозий и эрбий, у которых недостроена 4 / оболочка, ферромагнетизм возникает вследствие обменного взаимодействия электронов недостроенных оболочек соседних атомов, поскольку электроны глубинных атомных слоев, так же как и валентные электроны внешних орбит, не могут принимать участия в ферромагнетизме из-за низкой Плотности их состояний. [31]
Косыми стрелками показаны на рис. 8.3 безызлучательные переходы, связанные с рождением фононов. Переходя затем на уровни, соответствующие термам / ц / 2, 4 / 9 / 2, 4 / i3 / 2, / is / 2, ионы неодима высвечиваются. Спектральные линии относительно узки, их ширина составляет примерно 10 - 3 мкм. Узость линий связана с упоминавшимся ранее эффектом экранировки электронов недостроенной оболочки иона неодима, совершающих излучательные переходы. Если кристалл граната нагревать, то указанный эффект будет становиться все менее выраженным; кроме того, происходит некоторый сдвиг энергетических уровней. [32]
Эта задача осложняется прежде всего тем, что при образовании сплавов существенную роль играет химическое взаимодействие между компонентами. При этом большое значение имеет характер заполнения электронных состояний атомов. Атомы с недостроенными оболочками должны проявлять акцепторные свойства. Действительно, тенденция к образованию интерметаллидов, проявляющаяся в элементах с недостроенными оболочками, резко уменьшается у меди, rf - оболочка которой заполнена. [33]
Однако атомы не спешат использовать весь предоставленный им лимит и считают более выгодным для себя размещать электроны на более далеких позициях: в периоде третьем находятся натрий, магний, алюминий, кремний, фосфор, сера, хлор и аргон. Его примеру следует кальций, и только у скандия начинается постепенное заполнение уровня М до дозволенного принципом Паули 18-электронного окружения, осуществляемого только медью. Все элементы ( за исключением хрома) - элементы так называемого семейства железа - со скандия по никель, обладают одним и тем же двухэлектронным внешним окружением, обусловливающим их сходство. Их же поливалентность вызвана подвижностью, лабильностью электронов недостроенной оболочки. [34]
Наибольшей акцептирующей способностью обладает Ti, наименьшей - Сг. Воздействие на структуру слитка таких модификаторов, как Ti и Zr, обладающих каждый в отдельности большой акцептирующей способностью в А1, при совместном их введении в расплав неаддитивно. Уменьшение влияния совместно введенных модификаторов на измельчение зерна в алюминиевом слитке объясняется активным Sd-обменом между Ti и Zr. Одним из основных факторов, определяющих модифицирующую способность переходных металлов, являются число и энергетическое состояние электронов на недостроенных оболочках изолированных атомов. По мнению авторов, изложенные соображения позволяют менее эмпирично подходить к выбору модификаторов. Предлагаемая гипотеза перекликается в известной мере с гипотезами Григоровича и других авторов. [35]
Распределение электронов по этим состояниям подчиняется квантово-механич. Согласно этому принципу, в атоме не может быть более одного электрона в каждом состоянии, определяемом совокупностью всех ( четырех) квантовых чисел. Число электронов на оболочках с главным квантовым числом п не превосходит 2ге2, а на оболочках с одинаковым значением п и I может находиться не более 2 ( 21 1) электронов. По мере заполнения электронных оболочек атома происходит взаимная компенсация магнитных моментов отдельных электронов и целиком заполненная оболочка лишается магнитного момента; поэтому собственный магнитный момент атома обусловливается только электронами недостроенных оболочек. Если же атомы образуют сложные молекулы или кристаллы, то магнитные моменты взаимодействующих атомов могут претерпевать значительные изменения. [36]
Распределение электронов по этим состояниям подчиняется квантово-механич. Согласно этому принципу, в атоме не может быть более одного электрона в каждом состоянии, определяемом совокупностью всех ( четырех) квантовых чисел. Число электронов на оболочках с главным квантовым числом га не превосходит 2га2, а на оболочках с одинаковым значением га и I может находиться не более 2 ( 21 1) электронов. По мере заполнения электронных оболочек атома происходит взаимная компенсация магнитных моментов отдельных электронов и целиком заполненная оболочка лишается магнитного момента; поэтому собственный магнитный момент атома обусловливается только электронами недостроенных оболочек. Если же атомы образуют сложные молекулы или кристаллы, то магнитные моменты взаимодействующих атомов могут претерпевать значительные изменения. [37]