Энергетический уровень - электрон
Cтраница 3
Электродный потенциал выражает энергетический уровень электронов в данном электроде, точно так же, как ионизационный потенциал выражает энергетический уровень электронов в отдельном атоме, ионе или молекуле. Электроны перемещаются в цепи потому, что в одном электроде их энергетические уровни выше, а в другом электроде имеются более низкие незанятые электронные уровни. Именно в положительном электроде имеются свободные низкие уровни, а в отрицательном более высокие электронные уровни. Следовательно, более положительный электродный потенциал соответствует более низким незанятым уровням электронов, а более отрицательный - высоким занятым уровням. Запомнить эти соотношения легко, пользуясь следующим мнемоническим правилом: электроны заряжены отрицательно, и их избыток на одном из электродов делает его отрицательным, а недостаток на другом - положительным. [31]
При рассмотрении природы кова-лентной связи в § 59 было показано, что наличие потенциальных ям приводит к расщеплению каждого энергетического уровня электрона, существующего при наличии одной ямы, на два уровня. Этот результат справедлив и для более общего случая: при наличии N потенциальных ям каждый энергетический уровень расщепляется на N подуровней. [32]
 |
Схема, определяющая последовательность заполнения электронами энергетических подуровней атомов. [33] |
Для описания электронного строения атомов в основном состоянии часто применяется условное обозначение их электронной конфигурации группами символов nlx, где п-главное квантовое число, указывающее энергетический уровень электрона, / - орбитальное квантовое число подуровня ( вместо него обычно указывается соответствующий символ s, р, d илиД а х-число электронов на данном подуровне. [34]
Различие между ос и а обусловлено тем, что в действительности имеется не один электронный терм начального состояния, как это показано на рис. 157, а множество термов, каждому из которых соответствует свой энергетический уровень электрона в металле. С каждого из этих уровней в принципе возможен переход электрона на реагирующую частицу. В самом деле, чем ниже уровень е, тем с большей вероятностью там можно найти электрон, но одновременно тем больше энергия активации UA, затрудняющая достижение точки пересечения термов. [35]
Энергетические уровни атома, определяемые дозволенными орбитами движения электронов, охватывают диапазон от энергии электрона при движении его по самой малой орбите до нуля. Энергетический уровень электрона, удаленного на бесконечно большое расстояние, условно принимается за нулевой, энергию же электрона на каждой более удаленной от ядра орбите, характеризуют меньшим отрицательным числом. [36]
На рис. 7 отмечен ионизационный потенциал и полоса проводимости вольфрама. Энергетический уровень электрона, принадлежащего атому водорода, в этих условиях повысился до уровней электронов в металле, что делает возможным просачивание электронов сквозь барьер. Легко рассчитать, что полупериод жизни атома ( рис. 8) равен примерно 10 - 15 сек. Для сравнения на рис. 9 показаны потенциальные кривые, получающиеся при наложении такого же поля для свободного атома водорода. В этом случае полупериод жизни атома равен 10 - 14 сек. [37]
Чаще всего полупроводники обязаны своими свойствами не переходу электронов из одной зоны в другую, а примесям в веществе. Если энергетический уровень электрона в атоме примеси близок к нижнему краю зоны проводимости, то тепловое возбуждение перебрасывает электроны из примеси в эту зону. Там возникает некоторая ( обычно малая) концентрация электронов, способных свободно перемещаться по решетке. [38]
При высоких температурах это соотношение выполняется, при низких большую роль по сравнению с собственной играет так называемая примесная электропроводность. Если энергетический уровень электрона примеси окажется вблизи от верхней зоны, то электрон может от примеси перейти в верхнюю зону и превратиться в электрон проводимости. Такие полупроводники называются полупроводниками я-типа, или электронными. [39]
При высоких температурах это соотношение выполняется, при низких большую роль по сравнению с собственной играет так называемая примесная электропроводность. Если энергетический уровень электрона примеси окажется вблизи от верхней зоны, то электрон может от примеси перейти к верхнюю зону и превратиться в электрон проводимости. Такие полупроводники называются полупроводниками n - типа, или электронными. [40]
 |
Определение контактной разности потенциалов на зонной диаграмме. [41] |
Обладая большой энергией, электроны могут покинуть металл. В результате энергетический уровень электронов в металле 2 понижается, а в металле / повышается; в металле 2 образуется избыток положительного заряда, а в металле / - избыток отрицательного заряда. [42]
Когда имеется индифферентный электрод, не растворяющийся в данной среде, это значит, что он не отдает ни растворителю, ни растворенным в нем веществам своих электронов, почему и не переходит в состояние свободных ионов. Следовательно, энергетический уровень электронов в этом электроде более низкий, чем в молекулах и ионах раствора. Поэтому возможен противоположный процесс: при соударении ионов и молекул из окружающего раствора с электродом некоторые из них отдают ему свои электроны, благодаря этому электрод нагружается электронами до уровня, характерного для растворенного вещества. Индифферентный электрод представляет тот уровень электронов, который характерен для ионов или молекул окружающего его раствора. На рис. 10 изображена схема энергетических уровней электронов в электродах для случая, когда оба электрода ( 1 и 2) платиновые. [43]
Для электронов, проникающих внутрь ядра, увеличение потенциальной энергии в области r - R, соответствующее уменьшению сил притяжения, приводит к ослаблению связи электрона с ядром. В результате энергетический уровень электрона смещается вверх. [44]
Когда имеется индифферентный электрод, не растворяющийся в данной среде, это значит, что он не отдает ни растворителю, ни растворенным в нем веществам своих электронов, почему и не переходит в состояние свободных ионов. Следовательно, энергетический уровень электронов в этом электроде более низкий, чем в молекулах и ионах раствора. Поэтому возможен противоположный процесс: при соударении ионов и молекул из окружающего раствора с электродом некоторые из них отдают ему свои электроны, благодаря этому электрод нагружается электронами до уровня, характерного для растворенного вещества. Индифферентный электрод представляет тот уровень электронов, который характерен для ионов или молекул окружающего его раствора. На рис. 10 изображена схема энергетических уровней электронов в электродах для случая, когда оба электрода ( 1 и 2) платиновые. [45]
Страницы: 1 2 3 4