Уровни - энергия - изолированный атом
Cтраница 1
Уровни энергии изолированного атома расщепляются в зону в твердом теле. [1]
При расчете уровней энергии изолированного атома или иона по схеме Рассела - Саундерса ( стр. В теории кристаллического поля поступают точно так же, учитывая, кроме того, на соответствующем этапе возмущающее действие кристаллического поля. [2]
Справа на рис. 3.4 изображены уровни энергии изолированных атомов. Эти две орбитали соответствуют двум вариантам распределения электронов при бесконечно большом расстоянии между атомами. Электрон может находиться либо вблизи протона А, на орбитали lsA, с энергией - 313 6 ккал / моль, либо вблизи протона В, на орбитали lsB, с энергией также - 313 6 ккал / моль. [3]
На рис. 13.7 показано расщепление уровней энергии изолированных атомов при их сближении и образование энергетических полоо твердого тела; г0 - расстояние между атомами в кристалле. Из рисунка видно, что не все уровни расщепляются одинаково. [4]
На рис. 20 показана схема уровней энергии изолированного атома. Отличительной функции является ее резкая зависимость от расстояния: начиная с некоторых значений г, волновая функция уменьшается по экспоненте. Решение уравнения для атома считается известным. Для нахождения энергии электрона в кристалле в первом приближении необходимо подобрать волновую функцию в нулевом приближении. [5]
Все дело в том, что уровни энергии изолированных атомов при их объединении в молекулу не остаются неизменными. В результате в этих атомах при образовании молекулы замкнутая подоболочка с / 0 разрушается. Более того, все электроны внешней оболочки оказываются обладающими примерно одинаковыми энергиями, так что заполнение одноэлектронных состояний во внешней оболочке молекулы отличается от заполнения ее в изолированных атомах. Некоторые особенности этого процесса мы обсудим ниже. [6]
Энергетические уровни атомов в твердом теле имеют целый ряд характерных особенностей и существенным образом отличаются от уровней энергии изолированных атомов. Каждый отдельный атом в кристалле находится в периодическом кристаллическом поле, создаваемом всеми остальными атомами, с которыми он взаимодействует. Это приводит к расщеплению и расширению отдельных дискретных уровней электронов и превращению их в энергетические зоны или полосы. Наибольшее уширение испытывают уровни энергии, соответствующие внешним электронам в атоме. Глубоко расположенные электроны экранируются внешними электронными оболочками, поэтому воздействие на них кристаллического поля проявляется значительно слабее и связанные с ними энергетические уровни расширяются незначительно. [7]
Получить качественное представление о структуре энергетического спектра электронов в твердом теле можно, проследив за тем, как уровни энергии изолированных атомов изменяются при объединении этих атсмов в кристалл. Допустим, что N одинаковых атомов расположены в пространственной решетке со столь большим межатомным расстоянием, что их взаимодействием друг с другом можно пренебречь. Ясно, что энергетические уровни электронов в таком гипотетическом кристалле будут такие же, как и у изолированного атома. [8]
 |
Потенциальная энергия и уровни изолированного атома. [9] |
Еа - энергия некоторого уровня, фа ( г) - соответствующая уровню Еа волновая функция. На рис. 20 показана схема уровней энергии изолированного атома. Отличительной особенностью атомной волновой функции является ее резкая зависимость от расстояния: начиная с некоторых значений г, волновая функция уменьшается по экспоненте. Решение уравнения для атома считается известным. [10]
Получить качественное представление о структуре энергетического спектра электронов в твердом теле можно, проследив за тем, как уровни энергии изолированных атомов изменяются при объединении этих атомов в кристалл. Допустим, что Л одинаковых атомов расположены в пространственной решетке со столь большим межатомным расстоянием, что их взаимодействием друг с другом можно пренебречь. Ясно, что энергетические уровни электронов в таком гипотетическом кристалле будут такие же, как и у изолированного атома. Разница будет только в том, что теперь каждому уровню энергии соответствует в Л раз больше различных электронных состояний, чем в одном атоме. [11]
Страницы: 1