Структура энергетических уровней изолированного атома

Структура энергетических зон монокристалла кремния.

Образование кристаллической решетки твердого тела

Принцип запрета Паули

Структура энергетических уровней изолированного атома

Зонная теория твердых тел

Как мы знаем из модели атома Бора, электроны в атоме расположены на различных орбитальных уровнях, характеризующихся различной удаленностью от ядра и, соответственно, различной энергией связи электрона с ядром. Внешний слой электронной оболочки атомов у большинства веществ не заполнен:

Рассмотрим атом кремния. У него 14 электронов. Наиболее слабо связаны с ядром 4 – кремний четырёхвалентный. Запишем распределение электронов кремния по энергетическим уровням:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²

Запишем распределение электронов германия по энергетическим уровням:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p²

Химические свойства германия также определяются 4 слабосвязанными с ядром электронами. Химические свойства германия и кремния похожи. Потенциальные энергии электронов в изолированном атоме показаны на рисунке. Обратите внимание, что энергия электронов в момент, когда они покинули атом, условно равна нулю. В дальнейшем электрон может увеличить скорость во внешнем поле (скорости микрочастиц достигают мегаметров в секунду). Чтобы измерить энергию связи электрона с ядром применяют отрицательные значения. Чем больше энергия электронов, тем слабее они связаны с ядром

(-13,57 > -150,84). Наиболее слабо связаны с ядром электроны 3s² 3p²

Дата добавления: 2014-01-07