Движение - валентный электрон
Cтраница 3
Если это произойдет, то пустое место возникнет в другом узле решетки и снова может быть занято электроном соседнего атома. Такое пустое место будет перемещаться в кристалле, и появляется новая возможность для своего рода эстафетного движения валентных электронов, принадлежащих атомам, образующим решетку. Такие пустые места блуждают по кристаллу и их перемещение напоминает беспорядочное тепловое движение молекул. При наличии внешнего электрического поля на каждый электрон в кристалле действуют силы, направленные против поля ( электрон имеет отрицательный заряд), и эти перемещения электронов будут происходить преимущественно в направлении против поля; пустое же место при этом будет перемещаться в направлении поля, как если бы это была положительно заряженная частица. [31]
 |
Устройство вентильного фотоэлемента. [32] |
В электронньих лампах и твердых проводниках прохождение тока обусловлено перемещением электронов. В лампе электроны движутся от катода к аноду под действием электрического поля между электродами, а внутри твердого проводника движение валентных электронов происходит под действием электрического поля, созданного в проводнике, приложенным к нему напряжением. Последнее объясняется тем, что в металлах валентные электроны могут свободно перемещаться от одного атома к другому. [33]
Как только у физиков и химиков возникла идея, что химическое действие следует объяснять исходя из электрических явлений ( движения валентных электронов), сторонники новой, электронной теории стали доказывать, что масса атомов вообще не оказывает никакого влияния на их химическое поведение. Открытие изотопов, обнаружение у них химического тождества при различии в массе, казалось бы, окончательно утвердили физиков и химиков в том мнении, что масса не играет никакой роли в химической характеристике атома. Химическая природа определяется лишь электронной структурой атома и прежде всего поведением наружной части его электронной оболочки, образованной валентными электронами. [34]
Пространственная разделенность электронных состояний, которая существует в случае потенциала Хартри - Фока, показывает, что остов-ные и валентные электроны можно рассматривать как две подсистемы, взаимное влияние которых определяется главным образом не детальными, а некоторыми интегральными характеристиками подсистем. Это, вместе с приближением замороженного остова, позволяет сформулировать задачу расчета валентных состояний при заданных остовных как задачу о движении только валентных электронов, но в эффективном поле, отличающемся от поля Хартри - Фока. Такое эффективное поле должно быть в целом слабым по сравнению с полем Хартри - Фока, так как энергия основного состояния в эффективном поле определяет энергию валентных электронов, что на несколько порядков меньше энергии основного состояния ( ls - состояния) в поле Хартри - Фока. [35]
Такие орбиты называются проникающими. Ясно, что при движении валентного электрона на участке орбиты внутри атомного остатка величина кулоновой силы резко возрастает, так как уменьшается экранирующее действие остальных электронов. При движении валентного электрона по орбите, не проникающей в атомный остаток, на него действуют две силы: такая же кулонова сила, как и в атоме водорода, и сила притяжения электрическим диполем, возникающим в атомном остатке. Ведь атомный остаток ( рис. 256) не только действует на оптический электрон, но и сам находится в электрическом поле этого электрона. [36]
Ридберговским кристаллом ( РК) принято называть решетку в узлах которой помешены атомы ( молекулы), находящиеся в высоковозбужденных, ридберговских состояниях. Такая совокупность ридберговских атомов характеризуется средним межатомным расстоянием порядка их размеров. Благодаря коллективизации движения валентных электронов РК обладает металлическими свойствами вещества с плотностью разреженного газа и плотностью запасенной энергии порядка 10 эВ / атом. С повышением температуры РК трансформируется в аморфное состояние или в жидкую фазу. [37]
Обращение сечения ионизации в нуль при Е - J в обеих формулах связано с выбором пределов интегрирования. В случае больших энергий налетающего электрона по сравнению с потенциалом ионизации атома сечение ионизации, рассчитанное по формуле (4.386) в 5 / 3 раз превышает сечение ионизации, рассчитанное по формуле Томсона. Таким образом, движение валентного электрона отражается на величине сечения ионизации атома электронным ударом. [38]
Вакантная связь получила название дырки в связях, или просто дырки, и механизм проводимости посредством связанных электронов получил название дырочной проводимости. Величина р называется при этом концентрацией дырок, рр - подвижностью дырок, а ер е - зарядом дырки. При этом рассматривают дырки как некие квазичастицы, движение которых вполне аджватно движению валентных электронов. Для того чтобы прийти к непротиворечивым результатам при описании физических явлений с помощью понятий дырок, необходимо правильно определить все свойства дырок. [39]
Вакантная связь получила название дырки в связях, или просто дырки, и механизм проводимости посредством связанных электронов получил название дырочной проводимости. Величину р называют при этом концентрацией дырок, ip - подвижностью дырок, а ер - е - зарядом дырки. При этом рассматривают дырки как некие квазичастицы, движение которых вполне адекватно движению валентных электронов. Для того чтобы прийти к непротиворечивым результатам при описании физических явлений с помощью понятия дырок, необходимо правильно определить все свойства дырок. [40]
В те годы было известно, что скорость движения электронов в атомах весьма велика по сравнению со скоростью теплового движения, которую старые теории приписывали электронам в металлах. Яков Ильич в 1924 г. указал, что вследствие особо слабой связи валентных электронов металла последние при конденсации атомов получают возможность переходить от одного атома к другому. Он оценил среднюю скорость электрона при таком движении и показал, что она должна быть не меньше, а даже несколько больше скорости движения валентного электрона в отдельном атоме. Таким образом, оказалось, что характер движения электрона в металле совсем иной, чем предполагали ранее: электроны действительно могут перемещаться в металле и переносить заряд, но двигаются они со скоростями, намного превышающими скорость теплового движения. Поэтому скорость их почти не зависит от температуры, в результате чего и теплоемкость электронного газа должна быть ничтожно мала. [41]
Перекрывание волновых функций электронов внутренних оболочек различных атомов очень незначительно, и эти электроны практически локализованы около своих ядер. В то же время волновые функции электронов валентной оболочки сильно перекрываются, так что вероятность перехода валентного электрона от атома к атому велика. Поэтому валентные электроны следует считать принадлежащими всей совокупности атомов кристалла, а не отдельным атомам. С процессом движения валентных электронов в решетке связана определенная кинетическая энергия. [42]
В § 7 и 8 было показано, что в электропроводности твердых тел принимают участие только те валентные электроны, которые образуют ненасыщенные химические связи. Вспоминая оговорки, сделанные в § 7, мы будем называть в дальнейшем эти электроны свободными. В случае, когда концентрация насыщенных химических связей значительно превосходит концентрацию ненасыщенных связей, считают, что перенос заряда по твердому телу осуществляется за счет перемещения дырок. Поскольку движение дырок противоположно движению валентных электронов ( см, § 8), то дырки являются носителями положительного заряда. [43]
Электронная теорля проводимости металлов рассматривает электронный газ как находящийся в тепловом равновесии с решеткой кристалла. Помимо кулоновского отталкивания электронов существует кулоновское притяжение между электронами и ядрами. Взаимодействие электронов между собой по порядку величины швпадает с энергией взаимодействия их с ядрами. В результате создается до некоторой степени определенная независимость в движении валентных электронов. [44]
Необходимо, однако, указать, что в сложном атоме энергия взаимодействия электронов между собой равна по порядку величины энергии их взаимодействия с ядром атома. Поэтому эту энергию необходимо тем или иным способом учитывать. Наиболее простой способ учета взаимодействия электронов заключается в том, что учитывается влияние на каждый электрон совокупности всех остальных электронов. Такой способ соответствует модельным представлениям, изложенным в § 9, по которым мы рассматривали в атоме щелочных металлов движение валентного электрона в поле ядра, искаженном полем остальных электронов. [45]
Страницы: 1 2 3 4