Строение и свойства вещества
Строение и свойства вещества
Страница 2

1.2. Кристаллические проводники, полупроводники, изоляторы. Зонная теория кристаллов.

Все известные кристаллические вещества по величине электропроводимости подразделяются на три класса: проводники, диэлектрики (изоляторы), полупроводники (таблица 1.4).

Таблица 1.4.

Деление кристаллических веществ по величине электропроводимости

Класс кристаллич. Вещества

Электропроводность

Общая характеристика

Примеры

Проводники 1-го рода

Диэлектрики

Полупроводники

 

Вещества с металлической кристаллической решёткой, характеризующейся наличием “переносчиков тока” – свободно-перемещающихся электронов

Вещества с атомной, молекулярной и реже ионной решёткой, обладающие большой энергией связи между частицами

Вещества с атомной или реже ионной решёткой, обладающие более слабой энергией связи между частицами, чем изоляторы; с ростом температуры электропроводимость растет

Fe, Al, Ag, Cu и др.

Салмаз, слюда, органич. Полимеры, оксиды и др.

Si, Ge, B, серое олово и др.

Различие в величине электропроводимости металлов, полупроводников и диэлектриков объясняет зонная теория строения твёрдого тела, основные положения которой сводятся к следующему. При образовании кристалла из одиночных атомов происходит перекрытие атомных орбиталей (АО) близких энергий и образование молекулярных орбиталей (МО), число которых равно общему числу перекрывающихся АО.

С ростом числа взаимодействующих атомов в кристалле растет число разрешённых молекулярных энергетических уровней, а энергетический порог между ними уменьшается. Образуется непрерывная энергетическая зона, в которой переход электронов с более низкого энергетического уровня на более высокий не требует больших затрат энергии.

Заполнение электронами МО, составляющих непрерывную энергетическую зону, происходит в порядке возрастания энергии, согласно принципу Паули. В кристалле натрия при образовании N MO, только N/2 MO будут заняты электронами, т.к. у атома Na на каждой валентной 3S АО находится по 1 электрону, а на каждой МО будет располагаться по 2е с противоположными спинами.

Совокупность энергетических уровней, занятых валентными электронами, составляет валентную зону.

Энергетические уровни, незаполненные электронами, составляют зону проводимости.

В кристаллах проводников валентная зона находится в непосредственной близости от зоны проводимости и иногда перекрывается с ней. Е – энергетический барьер близок к нулю. (см. рис.1)

Рис1. Расположение энергетических зон в кристаллах:

- зона проводимости; - валентная зона; ­¯DЕ=запрещенная зона

Электроны валентной зоны при их незначительном возбуждении могут легко перейти на свободные энергетические уровни зоны проводимости, что обеспечивает высокую проводимость металлов.

Страницы: 1 2 3 4 5 6

НУРЕЕВ Рудольф Хаметович (1938-93) , артист балета, балетмейстер, дирижер. В 1958-61 в Ленинградском театре оперы и балета им. С. М. Кирова. Партии: Альберт ("Жизель" А. Адана), Базиль ("Дон Кихот" Л. Минкуса) и др. С 1961 жил за рубежом, выступал в Королевском балете Великобритании и других балетных труппах. Виртуозно владел как классическим, так и различными стилями свободного танца. Для Нуреева ставили балеты крупнейшие балетмейстеры Ф. Аштон, Р. Пети, М. Бежар. Постановки: акт "Тени" из балета "Баядерка" Минкуса (1968), "Буря" на музыку П. И. Чайковского (1982) и др. В 1985-89 художественный директор балетной труппы Парижской оперы. С 1991 выступал как дирижер.

КЕРЕШ , археологическая культура эпохи неолита (6-5-е тыс. до н. э.) на территории Венгрии и Румынии. Названа по р. Кереш. Остатки поселений со следами наземных жилищ, керамика сферических форм, в т. ч. расписная. Хозяйство: скотоводство, земледелие, охота, рыболовство.

ВЯЗЕМСКИЙ , город (с 1951) в Российской Федерации, Хабаровский кр. Железнодорожная станция. 18,2 тыс. жителей (1992). Промышленность: стройматериалов, пищевая; леспромхоз, деревообработка.