Қатты денелердің тобы теориясы. Шайнектің үшін Кванттық механика

Бұл мақалада қатты денелердің қандай тобы теориясын түсіндіреді. ол бір көрінісі болып табылады себебі болып табылады, бұл көрсетілген мәселенің құрылымы. Диэлектрик және жартылай түрлі металдар нәтижелері.

Rosette және Button

Қанша рет біз түрлі батырмаларының басыңыз болады? тіпті келіп ойладым ешкім жоқ, оны санау мүмкін емес, - сондықтан таныс бұл әрекет болды. Ал адам барлық бұл металдар электр тогын өткізу қалай оңай арқасында ғана мүмкін болып табылады деп ойлаймын емес. , Жарық қосыңыз шайнекті қайнатады, кір жуғыш машина іске айтпағанда, смартфондар жөніндегі іс-шараларды, тұйықталу аяқтау және өткізгіштер электрондар орнына адамдардың жұмыс істеуге мүмкіндік береді дегенді білдіреді. өткізгіштік жиынтығы сияқты құбылыстарды түсіндіру. ең айқын, бәлкім, қатты денелердің тобы теориясы болып табылады.

Atom және шәйнектер

орта мектепте болды әркім, идеясын бар атом құрылымы. оң зарядталған ауыр ядросының айналасында Еске сала кетейік (протондар мен нейтрондар тұрады) өкпе аз электрондарды бұраңыз. саны теріс бөлшектердің дәл оң санын тең. мақсатында стилінде түсіндіру, оқырмандар туып емес, «шайнектің үшін кванттық механика». Әрбір электрондық Орбита ол берілген химиялық элемент өзегінде бұруға болады, ол үшін қатаң шектелген. Өз кезегінде, әрбір түр бірегей үлгісі атомдар осындай Орбита бар. Ол сондықтан ғалымдар натрий жылғы селен және мышьяк бастап бор ажырата spectroscopists болды. Алайда, табиғатта таза заттар қосымша, әр түрлі комбинациялары шексіз саны бар. Кванттық механика (шайнектің үшін, оқырман есте сақтау керек) қосылымды құру, күрделі қосылыстар орбиталар қиылысатын бекітеді, бұл, біріктіру, түрлендіруге, созылған. Олардың сапасы түріне байланысты: күшті ковалентті және иондық, сутегі, мысалы, әлсіз болып табылады.

кристалдық құрылымы

қатты дене одан да қиын болып табылады. қатты денелердің тобы теориясын пайдаланады моделін, үшін, әдетте тамаша Кристалл алуға. Бұл шексіз және күнә жоқ екенін білдіреді - өз орнында әрбір атомы, жалпы заряд нөлге тең болады. Ядро тепе нақты лауазымына айналасында ауытқуы, бірақ электрондар жалпы айтуға болады. «Жеңіл» бір атомы оның іргелес теріс бөлшектер сатып әперді қалай байланысты, ол Диэлектрик немесе металдар бұлт қатаң берілген электрондық құрылымын алынған. Мен дене нөлдік Кельвин деңгейінде екенін, демек, қарау кезінде ол барлық электрондар оларға энергиясын ең төменгі мөлшерін алады деп болжанып отыр, бұл қосу керек. жоғары температурада тербеліс амплитудасының ядролардың және электрондар қатты және, демек, сондай-соңғы жоғары атқаруға қабілетті энергетикалық деңгейлерін. Теріс бөлшектер тарату көп «борпылдақ» айналады. Кейбір проблемалар, ол мұндай температура соншалықты маңызды емес болып табылады, бұл құбылысты сипаттау үшін, алайда, маңызды болып табылады.

Паули принципі және тиегіш

қатты денелердің тобы теориясы ұғымы қандай Паули принципін есте ғана жақсы қол жеткізуге болады. біз электрондар деп елестету болса - қант қап осы сөмкелер көп болса, онда, шартты тиегіш олар бір-біріне жүктейді болады. Әрбір «қап» кеңістікте өз орнын алады. электрондар үшін, осы берілген мемлекетте бір ғана бір жүйеде болуы мүмкін екенін білдіреді. Бұл Паули принципі болып табылады. біз есте қолайлы жағдай бар екенін ескеріңіз, нөлдік Кельвин температурасын, және шексіз кристалды яғни. бүкіл жүйесі, температура бірдей жағдайында болып , механикалық стресс ақаулар тұтастай барлық бөліктерінде бірдей.

Электронды кристалдар аймағы

кристалл жылы атомдар бір түрі, көптеген. заттың бір моль он жиырма үшінші дәрежелі элементтерді қамтиды. Қанша килограмына молей, мысалы, тұз? Сондықтан Сіз тіпті тіпті ең кішкентай кристалды Ұшы көптеген атомдар бар екенін айтуға болады. Әрбір химиялық элемент электрондардың орбитаға өз үлгісін бар, және не істеу керек, олар бір органда бірнеше болса? Өйткені, Паули принципіне сәйкес, олар әр түрлі мемлекеттерді алып керек. қатты денелердің Band теориясы мынадай жолын ұсынады - электрондық Орбита түрлі энергиясын айналды. Олардың арасындағы айырмашылық үздіксіз аймағын қалыптастыру өте тығыз бір-біріне сүйеніп, олар басылған соншалықты аз. Осылайша, атомындағы электронның әр деңгейі сусымалы кристалл аймағының айналады. қатты денелердің тобы теориясының элементтері оқшаулағыштар мен өткізгіштердің арасындағы айырмашылықты түсіндіру көмектесе аласыз.

аймағында Электрондық

Біз қазірдің өзінде атом, кристалл қалыптастыру сол орбитаға алып электрондардың, көп не болып жатқанын талқылады. Бірақ аймақтың ішіндегі олардың мінез біз жанбайды қалдырды дейін. металдар мен емес металдар арасындағы айырмашылықты анықтайды, өйткені қазірдің өзінде маңызды осы бөлісіңіз. Жоғарыда айтылғандай, қатты денелердің тобы теориясы жеке атомдар әртүрлі орбитасын жолақ ішіндегі энергетикалық деңгейлері дерлік үздіксіз спектрін құрайды, сондықтан аз ерекшеленеді деп көрсетеді. Осылайша, электрон арасындағы әлеуетті тосқауыл еңсере қиын емес - бұл жеткілікті, тіпті жылу болып табылады, ол, еркін оларды жылжытады. Алайда, рұқсат тобының әрбір өз шегі бар. басқаларға қарағанда жоғары немесе төмен энергия деңгейі әрқашан бар.

Валенттік тыйым, өткізгіштік

Осы аймақтардың арасындағы электрондардың болуы мүмкін, онда ешқандай деңгейі бар энергиясын ауданы, бар. Графтар, ол ақ алшақтықты ретінде пайда болады. Ал ол тобы алшақтықты деп аталады. Бұл кедергі электрон еңсеру үшін ғана серпіліс болады. Сондықтан, ол осы энергиясы үшін тиісті алуға тиіс. атомдар осы түріне электрондардың болуын рұқсат ең энергетика, бар аймақ валенттілігі деп аталады, және оны мынадай - өткізгіштік.

Металл диэлектрлік

қатты денелердің өткізгіштігінің теориясы өткізгіштігінің электрондардың болуы немесе болмауы, осы ағымдағы зат ағындарын қалай оңай көрсетеді деп есептейді. Осылайша түрлі металдар мен диэлектриктер. Бірінші жағдайда, өткізгіштігінің өзінде валенттілігі сәйкестікке бастап, электрондарды бар. Теріс бөлшектер кез келген қосымша энергия қатысуыңызсыз, электромагниттік өріс әсерінен жылжыту үшін еркін білдіреді. Сондықтан, металдар электр ағымдағы шын мәнінде, сондықтан оңай пайда - бірден, тезірек өріс ретінде. Ал сол себепті, сым болат, мыс, алюминий жасалған.

валентті және өткізу жолақтар энергия-деп аталатын Диэлектриктердің бөлінген, ол үшін материалдар. Бұл электрондар рұқсат төмен деңгейде енбей. Band алшақтық олар еркін қозғала алатын деңгейінен теріс бөлшектер ажыратады. Ал, оны еңсеру үшін электрондар хабарлануы тиіс энергетикалық, материалдық бұзады. Немесе танымастай оның сипаттарын өзгертіңіз. Сондықтан, пластикалық оберточной сымдар балқиды және күйік, бірақ электр жүргізбейді.

жартылай

Бірақ онда энергетикалық забой бар материалдардың аралық класс болып табылады, бірақ электр тогы жүргізуге қабілетті белгілі бір жағдайларда. Олар деп аталады - жартылай. Диэлектрик сияқты, олар жүргізу және вэйлансе арасындағы энергетикалық алшақтық бар. Алайда, ол аз және кейбір күш еңсеруге болады. Классикалық жартылай өткізгіш (- Silicium латын) кремний болып табылады. атақты Silicon Valley , осы заттар кристалдардың пайдалануға негізделген технологиялар танымал электрондық құрылғыларды жасау болып табылады.