химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

ории металлов [Lehrbuch der Physikalischen Chemje/Eg-gert, Hock Schwab. — S. Hirzel-Verlag, Stuttgart, 1968].

Воронкообразные кривые схематически изображают изменение потенциальной эиер ки вблизи атома медн в свободном состоянии (а) и в кристаллической решетке (6), J. свободного состояния термы четкие, а для кристаллической решетки расщепляются ''a зоны, которые относятся ко всему кристаллу, зоны расширяются по мере увеличе! ня квантового числа, а для 3d к 4s перекрываются. Запрещенные зоны не заштрихова ы, заштрихованные области — зоны, заполненные электронами. Область, отмеченная ьРе" рывистой штриховкой. —разрешенная зона, не заполненная электронами (зона «провО-дкмосги»). Ее нижняя граница совпадает с энергией Ферми ?

НЕ ОКАЗЫВАЮТ СУЩЕСТВЕННОГО ВЛИЯНИЯ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕР' ГИИ ЭЛЕКТРОНОВ. НАПРИМЕР, ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОГО ГАЗА В МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МЕДИ 7F=53 000 К.

6.6.3. Зонная теория (электронная модель металла)

СВОБОДНЫЕ АТОМЫ МЕТАЛЛОВ И АТОМЫ В КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ШЕТКЕ ИМЕЮТ ХАРАКТЕРНЫЕ ОТЛИЧИЯ. КАК ПОКАЗАНО на РИС. A.6Iотдельные атомы имеют однозначные энергетические термы электронов, в то время как в атомах, входящих в кристаллическую решетку металла, существует взаимодействие электронов, находящихся на внешних электронных орбитах, с электрическим полем решетки. В результате этого энергетические уровни электронов расщепляются и образуют более или менее широкую энергетическую зону. В соответствии со статистикой Ферми наиболее высокая энергетическая зона заселяется свободными электронами и может быть почти полностью заполнена электронами, в особенности если энергетическим термам Сдельного атома соответствуют два электрона с антипараллельными спинами (основная или валентная зона). Однако эта 3°на может быть заполнена лишь частично, что дает возможность электронам переходить на более высокие энергетические Уровни. Тогда эта зона называется зоной проводимости. В од-новалентных металлах (например, щелочных металлах и меди)

142

Строение материи

Химическая связь

число возможных уровней в зоне ровно в два раза больше, чем число электронов, вследствие чего она является зоной проводимости. Этим объясняется также высокая электрическая проводимость этих металлов. Существует несколько основных типов взаимного расположения энергетических зон (рис. А.62), соответствующих изолятору, одновалентному металлу, двухвалентному металлу, полупроводнику с собственной проводимостью, примесному полупроводнику «-типа и примесному полупроводнику р-типа. Соотношение энергетических зон (рис. А.62) определяет также тип проводимости твердого тела.

Изолятор. Незаполненная зона проводимости L расположена значительно выше заполненной валентной зоны (для алмаза, например, расстояние между зонами соответствует ~5 эВ). Перенос электронов в зону проводимости при увеличении энергии Ферми за счет подвода тепловой энергии возможен только при очень высокой температуре (рис. А.62, а).

Металлические проводники. У одновалентных металлов (рис. А.62, б) L наполовину заполнена валентными электронами; при увеличении энергии электронов за счет внешнего источника по проводнику может протекать ток. У двухвалентных металлов валентная зона полностью заселена электронами, однако из-за сильного взаимодействия с полем кристаллической решетки металла происходит перекрывание валентной зоны с более высокими незаполненными зонами, так что электроны могут заполнять более высокие энергетические уровни, принимая энергию (рис. А.62, в).

Полупроводник с собственной проводимостью (рис. А.62, г). Разность энергии (ЕА) между заполненной валентной зоной G и зоной проводимости L настолько мала, что становится сопоставимой с уровнями тепловой энергии. Отсюда

lgo = const jLПриведем значения ЕА ДЛЯ некоторых полупроводников: Ge Mg3Sfa2 cs-Sn ЕА, эВ 0,72 0,82 0,08

В результате перехода электронов в зону проводимости в валентной зоне образуются «положительные дырки» («дефекты электронов»), которые также могут изменять энергетический уровень и обеспечивать перенос электрического заряда.

Примесные полупроводники п-типа (рис. А.62, д). При внесении в собственный полупроводник посторонних атомов, способных быть донорами электронов, возникающие примесные энергетические термы находятся вблизи зоны проводимости I» Переход электронов в зону проводимости L требует лишь незначительных затрат энергии.

Примесные полупроводники р-типа (рис. А.62, е). Внесение примесных атомов, способных быть акцепторами электронов, приводит к тому, что примесные энергетические термы находятся несколько выше валентной зоны G. Вследствие переноса электронов из валентной зоны на уровни атомов-акцепторов в валентной зоне становится возможной «дырочная проводимость». (Комбинации германиевых и кремниевых полупроводников с р- и n-проводимостью применяются в транзисторах.)

6.6.4.

Смешанные кристаллы (твердые растворы) и интерметаллические фазы

Для лучшего понимания свойств металлических сплавов и соединений с металлической связью напомним некоторые определения химии и

страница 46
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы администратора управления
радиаторы отопления из биметалла
камера заднего вида рено дастер
заказать лимузин недорого

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)