Катуу топ теориясы. Түшүнбөгөндөргө Quantum механикасы

Бул макалада катуу тобу теориясы эмнени түшүндүрөт. Көрсөтүлөт, анда ал бир өкүлчүлүгү болуп саналат себеби кайсы заттын структурасы. диэлектрики жана жарым өткөргүчтөр ар кандай металлдар жыйынтыгы.

Розетка жана Button

ар кандай топчу, биз бир канча жолу күнү басып алып келет? да, аны санап тура албайт деп эч ким - бул иш-аракет да тааныш болуп калды. Ал киши бул гана металлдар менен электрдик заряд жүргүзүү канчалык жеңил ишке ашат деп ойлобойт. , Жарык күйгүзүү кыналган боюнча иш-аракеттерди сөз үчүн эмес, чайнек бышыр кир жуугуч машинаны чуркап, шаарларды кыдырып чыгууга жана дирижёрдун электрондор ордуна элдин иштөөгө жол дегенди билдирет. өткөрүмдүүлүк топтому сыяктуу көрүнүштөрдү түшүндүрүү. абдан ачык, балким, катуу тобу теориясы болуп саналат.

Atom мискейлерге

орто мектепте болгон ар бир адам, ар бир ой бар Атомдун түзүлүшү. бир алгылыктуу оор ядро заряддуу (протондордун жана нейтрондордун турат) айланасында кетсек, өпкө аз электрон алмаштырышат. саны терс бөлүкчөлөрдөн так оң санын барабар. үчүн төрөп окурмандарга эмес, стили менен түшүндүрүп: "Түшүнбөгөндөргө Quantum механика". Ар бир электрон айланып ал берилген химиялык элементтин негизги бүтө мүмкүн болгон катуу чектелген. Өз кезегинде ар бир түрү өзгөчө оюулары орбита атомдордун бар. Бул илимпоздор натрий селен жана эл тартып бор айырмалай spectroscopists болгон. Бирок табияттагы Таза заттардын тышкары, ар кандай кошулмалардын чексиз саны бар. Quantum механика (Dummies үчүн, окурман унутпашыбыз керек) комплекстик кошулмасынын менен жолдор жана орбиталар менен жабдылган, байланыш түзүү, созуп, өзгөртүп бириктирилген кесилишинде деп ишенет. Алардын сапаты түрүнө жараша болот: байланыштар жана иондук күчтүү, суутек, мисалы, морт болуп саналат.

кристаллдык структурасынын

катуу дене кыйла татаал маселе болуп саналат. катуу тобу теориясын колдонуп модели үчүн, адатта, кемчиликсиз бир кристаллын алып. Бул чексиз жана күнөөсү жок деп билдирет - өз ордуна ар бир атом, жалпы заряды нөлгө барабар. Ядро салмактуулук бир кызмат тегерегинде термелип, бирок электрондордун жалпы айта алабыз. "Жеңил", бир атом анын чектеш терс бөлүкчөлөрдү тартуулады кандай жараша, диэлектрики же металлдар булут катуу амино-кислотанын белгилүү бир электрондук түзүлүш алынат. Мен орган нөл Kelvin турат, демек, бардык электрондор аларга энергияны минималдуу өлчөмүн ээлейт деп болжолдонуп жатат эске экенин кошумчалай керек. жогорку температураларда термелүүлөр бир- ядролору менен электрондун күчтүү жана, демек, ал жогорку ээлеп алат энергияны. Терс бөлүкчөлөр бөлүштүрүү "уятсыз" болуп калат. кээ бир көйгөйлөр, бул, албетте, маанилүү, бирок, мындай температура абдан маанилүү эмес, ошондой эле бул кубулушту сүрөттөгөн.

Паули принцип жана Loader

катуу тобу теориясы жөнүндө түшүнүк эмне Паули принцип эстеп гана жакшылык жетсе болот. Биз электрондор деп ойлошот, анда - кант, баштык да, анда, бул сумкаларды бир топ болсо, шарттуу Loader, алар бири-бирине жүктөй алат. Ар бир "баштык" мейкиндигинде орун алган. электрон Анткени, бул бир мамлекеттин бир гана бири болушу мүмкүн деп билдирет. Бул Паули салуу принцип болуп саналат. акыл-эсибиз идеалдуу шарттар бар, нөл Kelvin температурасын, б.а., жана чексиз хрусталдай кетсек. бүт система температура, ошол эле шарттарда болуп механикалык стресс, кемчиликтерди жалпы бардык аймактарында бирдей.

Электрондук кристаллдары зонасы

кристалл-жылы атомдун бир түрү кызыгат. заттын бир мең менен он жылдан жыйырма үчүнчү даражадагы элементтерди да камтыйт. Мисалы, бир килограммга канча Moles, туз? Ошентип, сен да, атүгүл кичинекей кристалл сыйбаган көп атом бар деп айта алабыз. Ар бир химиялык элемент электрон орбиталарда өз үлгү бар, алар бир денени бир нече болсо, эмне кылышыбыз керек? Анын үстүнө, Паули салуу негизинен ылайык, алар ар башка мамлекеттерди басып керек. катуу Band теориясы төмөнкү жолун сунуштайт - электрон орбиталары ар кандай күч болуп калат. Алардын арасындагы айырма, алар кысымга алынып жатабыз ушунчалык кичинекей болгондуктан, бири-бири менен тынымсыз иш аймагын абдан бекем пайда жөлөнүп. Ошентип, атомун электронун түпкү ар бир деңгээл жапырт кристалл бир аймагын айландырылат. катуу тобу теориясынын элементтери теплоизолятором жана дирижёрдун айырмачылыкты түшүндүрүүгө жардам берет.

зонасында электрондук

Биз буга чейин бир атомдун ичинде бир орбита, кристалл пайда ээлейт электрон бир топ менен эмне болуп жатканын, талкууланды. Бирок алардын жүрүм-туруму аймактын ичине чейин биз шакардуу кетти. бул маанилүү бөлүшүп, анткени ал металлдар жана эмес металлдар ортосундагы айырманы аныктайт. Жогоруда айтылгандай, катуу тобу теориясы жеке атомдордун топтун ичиндеги энергияны ар кандай жолдор жана орбиталар менен жабдылган дээрлик үзгүлтүксүз спектрин түзүү ушунчалык аз айырмаланып турат. Ошентип, электрондордун ортосундагы мүмкүн болгон тоскоолдуктарды жоюу үчүн кыйын эмес - бул да жылуулук жетиштүү болот, анткени, эркин түрткү берет. Бирок, жол топтун ар бир чеги бар. башкаларга караганда жогору же төмөн дайыма энергетикалык деңгээл бар.

Петербург тыюу өткөргүчтүк

Бул зоналардын ортосунда электрон боло турган эч кандай деңгээл бар энергетика, бир аянтка ээ. диаграммалары, ал ак ажырым пайда болот. Ал топтун ажырым деп аталат. Бул тоскоолдук электронду гана көтөргөн менен күрөшүү үчүн. Ошондуктан, бул энергия үчүн туура кабыл алышы керек эле. атомдордун ушул түрү үчүн электрон бар уруксат зор энергия менен зона, Санкт Петербург тобу деп аталат, жана кийинки - өткөрүмдүүлүк.

металл диэлектрика

катуу өткөрүү тобу теориясы өткөрүү топтун электрон болушу же жоктугу, бул учурда заттын агымы канчалык тез көрсөтүп турат деп эсептейт. Ошентип, ар түрдүү металлдар менен диэлектрики. мурунку учурда, өткөрүү тобу буга чейин Петербург менен дал келет, анткени, электрон болот. Бир жолу терс бөлүкчөлөр ар кандай кошумча энергия киргизүү эле, электромагниттик талаанын колдонууга түрткү эркин болуп саналат. Ошондуктан, металлдар менен электр тогу абдан жеңил көрүнөт, чындыгында - ошол замат, ошондой эле көп өтпөй багыты катары. Ошол себептен улам, зым темир, жез, алюминий жасалган.

энергетикалык деп аталган менен бөлүнүп Петербург жана өткөрүү аскерлери үчүн материалдар диэлектрики. Бул электрондор жол төмөн камалып олтурат. Band ажырым, алар эркин чабыттап кете ала турган даражада терс бөлүкчөлөрдү бөлүп. Ал эми энергетикалык электрон, аны чечүү үчүн билдирилүүгө тийиш, материалды жок. Же таанылгыстай анын касиетин өзгөртүү. Ошондуктан, полиэтилен пленкасы телеграммалар эритип, күйгөн, ал эми электр жок.

Semiconductors

Бирок bandgap бар материалдарды аралык класс бар, ал эми электр тогун өткөрүү белгилүү бир шарттарда жөндөмдүү. Алар чакырып жатышат, - Semiconductors. диэлектрика болуп, өткөрүүгө жана Петербург ортосундагы энергетикалык ажырым бар. Бирок, кээ бир күч менен аз жана жоюу болуп саналат. Классикалык жарым өткөргүч кремний (латын - Silicium). атактуу Силикон өрөөнү Бул заттын кристаллдары пайдалануу боюнча технологиялар менен белгилүү Электрондук каражаттарга түзүү болуп саналат.