Кулоновское отталкивание - электрон
Cтраница 3
 |
Схема, определяющая последовательность заполнения электронами энергетических подуровней атомов. [31] |
Выясним теперь, как располагаются три последние электрона фосфора на его Зр-орбиталях. Заполняют ли они каждую из этих трех орбита-лей поодиночке, или же на одной из них находится пара электронов 1 Принцип максимальной мулъ-типлетности утверждает, что электроны заполняют имеющиеся орбитали очередного подуровня так, чтобы по возможности располагаться на них поодиночке. Дело в том, что, если два электрона находятся на различных орбиталях с неодинаковой пространственной ориентацией, энергия атома оказывается меньшей, чем если бы та же пара электронов оказалась локализованной на общей орбитали, так как в последнем случае возрастает энергия кулоновского отталкивания электронов друг от друга. [32]
Литтла состоит в следующем. При коллективном взаимодействии спаренные электроны проявляют себя как заряженная сверхтекучая жидкость, которая не встречает сопротивления при своем движении в твердом теле. Спариванию электронов а металлах при обычных температурах мешают силы кулоновского отталкивания одноименно заряженных электронов. Однако при температурах ниже 20 К силы взаимного притяжения электронов в металлах становятся больше сил отталкивания, что приводит к спариванию электронов. Эти силы притяжения имеют сложную квантовую природу, но описываются упрощенной наглядной схемой. При прохождении в решетке металла электроны взаимодействуют с ионами металлов. Электрон, проходящий мимо иона металла, вызывает его возмущение и ион на некотором очень незначительном участке пути движется за электроном, вызывая деформацию кристаллической решетки, которая удерживает ион. В сферу действия этих возмущений попадает второй электрон, движущийся за первым, который ощущает на своем пути события, произошедшие перед этим, что создает косвенную связь между первым и вторым электроном. Чем легче ионы атомов, которые образуют кристаллическую решетку, тем при более высоких температурах появится сверхпроводимость, так как возмущающее действие электронов на ионы легких атомов будет проявляться легче и быстрее наступит образование пар электронов. [33]
Итак, нижние d - орбитали должны заполняться в первую очередь, поскольку это приводит к меньшей энергии системы. Однако в действительности картина не столь проста и нужно внимательно отнестись к факторам, определяющим распределение d - электронов между eg - и g - орбиталями. Рассматривая основное состояние, легко найти по крайней мере два важных и противоположно влияющих фактора, которые определяют заселенность d - орбиталей под действием чисто электростатического кристаллического поля. С одной стороны, это тенденция электронов занимать орбитали низшей энергии, с другой - стремление электронов находиться на различных орбиталях, обеспечивая параллельность спинов в соответствии с первым правилом Хунда, поскольку при этом снижается энергия кулоновского отталкивания электронов. [34]
И ром с большой концентрации носителей, имеются дополнительные факторы, благоприятствующие С. Дело в том, что наиболее эффективным процессом, дающим электронное притяжение, является обмен коротковолновыми фоноиами. Изменение импульсов электронов при этом велико. Такие процессы возможны лишь при переходах электронов из окрестности одного экстремума энергии в пространстве квазиимпульса fc в другую. Другим фактором является большая диэлектрич. Она существенно уменьшает кулоновское отталкивание электронов и очень мало влияет на фононное притяжение при бсльших импульсах передаваемых фононов. [35]
Страницы: 1 2 3