Ჯგუფი თეორია მყარი. კვანტური მექანიკის for Dummies

ეს სტატია განმარტავს, თუ რა band თეორია მყარი. ნაჩვენებია, რა არის ამის მიზეზი ის არის წარმომადგენლობა სტრუქტურა საკითხზე. შედეგები ლითონები განსხვავდება dielectrics და ნახევარგამტარები.

Rosette და ღილაკი

რამდენჯერ დღეს ჩვენ დააკლიკეთ სხვადასხვა ღილაკები? არავის არც უფიქრია, რომ მოვიდა ვერ ითვლიან - გახდა იმდენად ცნობილია, რომ აქცია. და კაცი არ ვფიქრობ, რომ ეს ყველაფერი არის მხოლოდ შესაძლებელი გახდა, თუ რამდენად ადვილი ატარებდა ელექტრო მიმდინარე ლითონები. ჩართოთ შუქი, boil kettle, აწარმოებს სარეცხი მანქანა, რომ აღარაფერი ვთქვათ ქმედებები smartphones, იმას ნიშნავს, დაასრულებს ჩართვა და საშუალებას ელექტრონები დირიჟორები მუშაობა ნაცვლად ადამიანი. ახსნა ასეთი მოვლენების როგორც გამტარობის ნაკრები. ყველაზე აშკარა, ალბათ, არის ჯგუფი თეორია მყარი.

Atom და ჩაიდნები

ყველა, ვინც იყო საშუალო სკოლა, აქვს იდეა სტრუქტურა atom. შეგახსენებთ, გარშემო დადებითად დამუხტული მძიმე ბირთვის (შედგება პროტონებისა და ნეიტრონების) როტაცია ფილტვების პატარა ელექტრონები. პუნქტების უარყოფითი ნაწილაკების ზუსტად უდრის პოზიტიური. იმისათვის, რომ არ გააჩნდა მკითხველს, ავუხსნათ სტილში "კვანტური მექანიკის for Dummies". თითოეული electron ორბიტაზე მკაცრად არის შეზღუდული, რისთვისაც მას შეუძლია როტაცია გარშემო ძირითადი მოცემულ ქიმიური ელემენტს. თავის მხრივ, თითოეული სახეობის აქვს უნიკალური ნიმუში ატომები ასეთი ორბიტაზე. ეს იმდენად spectroscopists მეცნიერები ზღვარის ბორის ეხლა სელენი და დარიშხანის ნატრიუმის. თუმცა, გარდა იმისა, რომ სუფთა ნივთიერებების ბუნებაში, არსებობს უსასრულო რაოდენობის სხვადასხვა კომბინაციები. კვანტური მექანიკის (For Dummies, მკითხველს უნდა ახსოვდეს) ამტკიცებს, რომ კომპლექსური ნაერთების ორბიტაზე იკვეთება, შერწყმა, გარდაქმნის, გადაჭიმული, შექმნის დაკავშირებით. მათი ხარისხი დამოკიდებულია ტიპის: covalent და იონური ძლიერი, წყალბადის, მაგალითად, არის სუსტი.

კრისტალური სტრუქტურა

მყარი სხეულის უფრო რთულია. მოდელი, რომელიც იყენებს band თეორია მყარი, როგორც წესი, მიიღოს სრულყოფილი ბროლის. ეს იმას ნიშნავს, რომ ეს არის გაუთავებელი და ცოდვის გარეშე - თითოეული ატომი თავისი ადგილი, საერთო პასუხისმგებელი არის ნულოვანი. Kernel მერყეობს გარშემო კერძოდ, წონასწორულ მდგომარეობას, მაგრამ ელექტრონებს შეუძლიათ ამბობენ საერთო. დამოკიდებული, თუ რამდენად "ადვილი" ერთი ატომის სასწავლო მის მიმდებარე უარყოფითი ნაწილაკების, მას მიღებული მკაცრად წინასწარ ელექტრონული სტრუქტურა dielectrics და ლითონები ღრუბელი. მე უნდა დავამატო, რომ მაშინ, როდესაც ის ვარაუდი, რომ ყველა ელექტრონები დაიკავებს მინიმალურ ენერგიას მათ, რაც იმას ნიშნავს, რომ სხეული ნულოვანი Kelvin. მაღალ ტემპერატურაზე, ამპლიტუდა რხევის როგორც ბირთვი და ელექტრონები მტკიცედ და, აქედან გამომდინარე, ამ უკანასკნელს შეუძლია დაიკავოს უმაღლესი ენერგეტიკული დონეზე. უარყოფითი ნაწილაკების განაწილების უფრო "სუსტი". In გარკვეული პრობლემები, ეს მნიშვნელოვანია, თუმცა, აღწერს ამ მოვლენას, როგორც ასეთი ტემპერატურა ასე არ არის მნიშვნელოვანი.

Pauli პრინციპი და loader

კონცეფცია band თეორია მყარი შეიძლება მიღწეულ იქნას მხოლოდ კარგი უნდა გვახსოვდეს, რა Pauli პრინციპი. თუ წარმოვიდგენთ, რომ ელექტრონები - ტომარა შაქარი, მაშინ, თუ ეს ჩანთები ბევრი, პირობითი ჩამტვირთავი ისინი თავს მოახვიოს ერთმანეთს. თითოეული "ტომარა" თავისი ადგილი სივრცეში. იყიდება ელექტრონები, ეს იმას ნიშნავს, რომ მოცემული სახელმწიფოს მხოლოდ ერთი შეიძლება იყოს ერთ სისტემაში. ეს არის Pauli გამორიცხვა პრინციპი. გაითვალისწინეთ, რომ ჩვენ გვაქვს მხედველობაში იდეალური პირობები, ანუ ტემპერატურა ნულის Kelvin, და უსასრულო ბროლის. მთელი სისტემა არის იგივე პირობებს ტემპერატურა, მექანიკური სტრესი, დეფექტების იგივეა ყველა კუთხეში მთელი.

ელექტრონული კრისტალები ზონაში

ბროლის, გავურბივარ ერთი ტიპის ატომები. ერთი mole ნივთიერება შედგება ათი ოცი მესამე ხარისხი ელემენტებს. რამდენი moles კილოგრამზე, მაგალითად, მარილი? ასე, რომ თქვენ შეიძლება ითქვას, რომ თუნდაც ყველაზე პატარა ბროლის შეიცავს წარმოუდგენლად ბევრი ატომები. თითოეული ქიმიური ელემენტს აქვს საკუთარი ნიმუში ელექტრონული ორბიტაზე, და რა უნდა გააკეთოს, თუ ისინი ერთ ორგანოს რამდენიმე? ყოველივე ამის შემდეგ, შესაბამისად Pauli გამორიცხვა პრინციპში, მათ უნდა დაიკავონ სხვადასხვა ქვეყანაში. Band თეორია მყარი სთავაზობს შემდეგ გზა - ელექტრონული ორბიტაზე გახდეს სხვადასხვა მივმართოთ. განსხვავება მათ შორის იმდენად მცირე, რომ ისინი დაპრესილი, პრო ერთმანეთს ძალიან მჭიდროდ შექმნან უწყვეტი ზონაში. ამდენად, თითოეული დონის ელექტრონი ატომის გარდაიქმნება ზონაში ნაყარი ბროლის. ელემენტები band თეორია მყარი დაგეხმარებათ ახსნას სხვაობა იზოლატორები და დირიჟორები.

ელექტრონული ზონაში

ჩვენ უკვე განვიხილეთ, თუ რა ხდება ბევრი ელექტრონები, რომელიც ატომის იკავებენ იგივე ორბიტაზე, ფორმირების ბროლის. მაგრამ მათი საქციელი შიგნით ზონაში, სანამ ჩვენ არ დაუტოვებიათ unlit. გაუზიარეთ ეს უკვე მნიშვნელოვანია, რადგან ეს განსაზღვრავს განსხვავება ლითონები და არასამთავრობო ლითონები. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ჯგუფის თეორია მყარი გვიჩვენებს, რომ ენერგეტიკულ დონეზე შიგნით band ინდივიდუალური ატომები სხვადასხვა ორბიტაზე განსხვავდება იმდენად პატარა, რომ თითქმის შექმნან უწყვეტი სპექტრი. ამდენად, იმისათვის, რომ გადავლახოთ პოტენციური ბარიერი შორის electron არ არის რთული - ის მოძრაობს მათ თავისუფლად, ეს არის საკმარისი თუნდაც სითბო. თუმცა, თითოეული დაშვებული band თავისი საზღვრები აქვს. ყოველთვის არის ენერგეტიკულ დონეზე, რომ უფრო მაღალია ან დაბალია, ვიდრე სხვები.

Valence აკრძალულია, გამტარობის

შორის ამ ზონებში გაქვთ ენერგეტიკის სფეროში, სადაც არ არის დონე, რომელიც ელექტრონული შეიძლება იყოს. In გრაფიკის, როგორც ჩანს, თეთრი უფსკრული. და მან მოუწოდა band უფსკრული. ამ ბარიერის გადალახვის electron მხოლოდ jerk. ასე რომ, ის უნდა მიიღოს შესაბამისი ეს ენერგია. ზონის ყველაზე დიდი ენერგია, რომელიც ამ ტიპის ატომები ნებადართული არსებობა ელექტრონები ეწოდება valence band, და შემდეგ იგი - გამტარობის.

Metal დიელექტრიკული

ჩატარების band თეორია მყარი მიიჩნევს, რომ ყოფნა ან არარსებობის ელექტრონების ჩატარების band მიუთითებს, თუ რამდენად ადვილად ნაკადების მიმდინარე ნივთიერება. ამდენად სხვადასხვა ლითონები და dielectrics. ყოფილი შემთხვევაში, ჩატარების band უკვე შეიცავს ელექტრონები, მას შემდეგ, რაც ემთხვევა valence. საშუალება უარყოფითი ნაწილაკების თავისუფალი გადაადგილება ქვეშ ქმედება ელექტრომაგნიტური ველი, ყოველგვარი დამატებითი ენერგიის შეყვანის. აქედან გამომდინარე, დენის ლითონები, როგორც ჩანს, ისე ადვილია, ფაქტობრივად, - მაშინვე, როგორც კი სფეროში. და იმავე მიზეზით, მავთულის დამზადებული ფოლადის, სპილენძის, ალუმინის.

მასალები, რომელიც valence და ჩატარების ბენდები გამოყოფილი ენერგიის მოუწოდა dielectrics. ეს ელექტრონები ხაფანგში ქვედა დონეზე დაშვებული. Band უფსკრული ჰყოფს უარყოფითი ნაწილაკების დონეზე, რომელიც მათ შეეძლოთ თავისუფლად გადაადგილება. და ენერგია, რომელიც უნდა გახდეს ელექტრონები, რომ გადავლახოთ, განადგურება მასალა. ან შეცვალოს თავისი თვისებები მიღმა აღიარება. აქედან გამომდინარე, პლასტიკური გადატანა ხაზები დნება და დამწვრობის, მაგრამ არა ელექტრონულად გამტარ.

ნახევარგამტარები

მაგრამ არსებობს შუალედური კლასის მასალა, რომელიც აქვს bandgap, მაგრამ გარკვეულ პირობებში შეუძლია ჩატარების ელექტრო მიმდინარე. მათ უწოდებენ - ნახევარგამტარები. Like დიელექტრიკული, მათ აქვთ ენერგეტიკული უფსკრული ჩატარების და სავალენტო. თუმცა, ეს ნაკლებად და გადალახოს გარკვეული ძალისხმევა. კლასიკური ნახევარგამტარული სილიკონი (ლათინური - კაჟბადის). ცნობილი Silicon Valley ცნობილია ტექნოლოგიების საფუძველზე გამოყენების კრისტალები ამ ნივთიერება არის, რათა შეიქმნას ელექტრონული მოწყობილობები.