Образование - энергетическая зона
Cтраница 1
Образование энергетических зон возможно лишь при условии энергетического и пространственного соответствия перекрывающихся электронных облаков ( стр. Поэтому растворимость веществ в металлах зависит не только от числа валентных электронов, но и от их типа ( s, p, d или /) и энергетического состояния. Вследствие сложной взаимосвязи этих факторов в многоатомных системах рассчитать предельную растворимость приведенным выше путем для большинства случаев пока не представляется возможным. [1]
Образование энергетических зон возможно лишь при условии энергетического и пространственного соответствия перекрывающихся орбиталей ( стр. Поэтому растворимость веществ в металлах зависит не только от числа валентных электронов, но и от их типа ( s, p, d или /) и энергетического состояния. Вследствие сложной взаимосвязи этих факторов в многоатомных системах рассчитать предельную растворимость приведенным выше путем для большинства случаев пока не представляется возможным. [2]
Необходимости образования энергетических зон вытекают из принципа Паулк - высшего закона строения атома, который справедлив не только для отдельного атома, но и для их совокупности - кристалла. Этот принцип требует, чтобы уровни энергии всех атомов хо ъ как-то отличались друг от друга. [3]
Процесс образования энергетических зон в твердом теле представляется следующим образом. Пока одинаковые атомы изолированы друг от друга, они имеют совпадающие схемы энергетических уровней. Заполнение уровней электронами происходит в каждом атоме независимо от заполнения уровней других атомов. При сближении атомов в кристаллической решетке между ними возникает взаимодействие, которое приводит к изменению положения уровней. [4]
Это напоминает образование энергетических зон, рассмотренное в § 1.2, где речь шла об образовании твердого тела при сближении атомов. [5]
 |
Типичная схема образования энергетических зон. Дискретные уровни. [6] |
Типичная схема образования энергетических зон показана на рис. 2.7. В заштрихованных областях могут находиться электроны, поэтому они называются разрешенными зонами. В промежутках между этими областями электроны отсутствуют. Такие энергетические области называются запрещенными зонами. [7]
При объяснении причин образования энергетических зон в металлах используется несколько подходов. Мы рассмотрим два из них. [8]
На рис. 3.11 показана схема образования энергетических зон на примере Na, представляющая собой график зависимости энергии от межатомных расстояний. [10]
На рис. 3.11 изображена схема образования энергетических зон в кристалле алмаза, который, как известно, состоит из атомов углерода. При сближении атомов углерода уровни 2s и 2р сначала расщепляются на две обособленные зоны ( N энергетических уровней в 2s - зоне и 3JV уровней в 2р - зоне), но при расстояниях между атомами d ( di d d2) зоны сливаются в единую зону с 4N уровнями, на которых могут разместиться 8N электронов. [11]
На рис. 3.11 показана схема образования энергетических зон на примере Na, представляющая собой график зависимости энергии от межатомных расстояний. [13]
Хотя в этом случае тоже возможно образование непрерывных энергетических зон. Энергия теплового движения или слабого электрического поля оказывается недостаточной для преодоления этого промежутка, и электроны не переходят из валентной зоны в зону проводимости. Таким образом, в изоляторах электроны не могут свободно перемещаться по кристаллу и служить переносчиками электрического тока. [14]
Хотя в этом случае тоже возможно образование непрерывных энергетических зон, но здесь зона проводимости отделена от валентной зоны запрещенной зоной, т.е. значительным энергетическим промежутком А. Энергия теплового движения или слабого электрического поля оказывается недостаточной для преодоления этого промежутка, и электроны не переходят из валентной зоны в зону проводимости, Таким образом, в изоляторах электроны не могут свободно перемещаться по кристаллу и служить переносчиками электрического тока. [15]
Страницы: 1 2 3