Edu Doc

КАТЕГОРИЯ:


Попълване площи електрони. Метали, полупроводници, диелектрици




Всяка област разрешително съдържа определен брой нива на енергия. В съответствие с принципа на Паули, всяко ниво може да бъде само на два електрона с противоположни завъртания. С ограничен брой електрони, които се съдържат в кристала ще бъде изпълнен само с няколко от най-ниската енергийна групата. Всички други области ще бъдат празни.

Помислете за различните варианти за попълване райони с електрони.

1. Да приемем, че последната зона, в която има електрони, частично запълнени. Тъй като тази област е изпълнен с валентните електрони с атома, се нарича валентност групата. Под влияние на външно електрическо поле, електроните, заемащи нива в близост до границите на пълнежа ще бъдат ускорени и да се премести на по-високи нива на достъпност на една и съща зона. В един кристал, ток ще тече. Така кристали с частично запълнена валентност лента и провеждат електрически ток т. Е. Те са метали.

Помислете, например натрий. Всеки натриев атом съдържа 11 електрони, разпределени в държави, както следва: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1. При комбиниране на атомите в кристалната енергийни нива на атомите в трансформираната площ. Електроните на вътрешната обвивка на атома напълно изпълват зоната, образувана от нива, 2S и 2p, т. За да. В тях, в 2N, 2N и 6N държави отчитат съответно 2N, 2N и 6N електрони. валентната зона се формира от 3s-членки. Той има само 2N-членки, които представляват N електрони (един валентен електрон на атом). По този начин, кристален натриев валентност групата е само наполовина пълна. Естествено, това се отнася за всички температури О К. По същия начин, пълни зони и други алкални елементи.

2. Да приемем, че валентната зона е изцяло запълнена с електрони, но се припокрива със следната допустима зона не заета от електрони. Ако такъв кристал, за да направи външно електрическо поле, електроните ще се преместят в свободната зона и там сегашните нива. Това е и кристална метал. Типичен пример за това метална лента структура - магнезий. Всеки атом на Mg (1s 2 2s 2 2p 6 3s 2) в обвивката на валентност има два електрона. В кристалните магнезий валентни електрони напълно запълни 3s-zony. Въпреки това, тази област се припокрива със следващата оставя групата, образувана от Sp нива.

3. Ние сега разгледаме случая, когато валентната зона е запълнена с електрони и е напълно отделен от следващата свободна зона зад него широк (> 2 --- 3 ЕГ) лента празнина (енергия празнина). В един кристал с бандерол структура на външното поле може да създаде електрически ток, т. За. Електроните в валентната зона не може да промени своята енергия. Вследствие на това вещество е изолатор. Типичен диелектрик е йонна кристал NaCl. Положително заредени натриеви йони с електронна конфигурация: Na + (1S 2S 2 26) и отрицателните хлорни йони - С1 (Е 2 2S 26 3S 3P 2, 6). Зоните са оформени от изцяло запълнени атомните нива също са изцяло запълнена. Последната зона е попълнено ZrS1 зона - и след свободната зона него - Zone 3sNa +. Разликата в енергетиката между тези зони е около



9 ЕГ.

Ако забранената зона <2 --- 3 ЕГ, кристала на полупроводници се нарича. В полупроводници, дължащи се на топлината в значителна брой електрони T се окачи в свободна зона, наречена зона на проводимост. При много ниски температури, всеки полупроводникови става добър изолатор.

Фигура 4

Така, между метали и диелектрици, има съществена разлика и между диелектрици и полупроводници - само количествено.

Запълване на електронни групи в метали, изолатори и полупроводници е изобразен схематично на фиг. 1

Електронната структура на атомите, образуващи твърдо вещество, не е единственият фактор, отговорен за разликата в пълнене зони. Например, NaCl, видяхме, че важна роля се играе от характера на химичната връзка. Естеството на пълнежа на енергийните ленти също зависи от структурата на кристала. Например, въглерод в диамант структура - диелектрик и въглеродният атом в структурата на графит има метални свойства.