Валентные кристаллы

Все перечисленные в 1.1 виды поляризации относятся к твердым диэлектрикам. В неполярных твердых диэлектриках наблюдается электронная поляризация. В этом случае диэлектрическая проницаемость равна квадрату коэффициента преломления. Сюда относятся валентные кристаллы (алмаз), молекулярные кристаллы, не содержащие полярных групп (нафталин, сера), неполярные полимеры (полиэтилен, политетрафторэтилен, полипропилен, полиизобутилен, полистирол). Для неполярных диэлектриков температурный коэффициент диэлектрической проницаемости определяется изменением числа молекул в единице объема и может быть вычислен по формуле, применяемой для неполярных жидкостей [c.12]

Далее мы кратко изложим результаты обзора [3] по холодным потенциалам для разных типов веществ. Например, для валентных кристаллов предлагается уравнение [c.45]

Валентные кристаллы (алмаз, карборунд, германий и др.) имеют такое строение кристаллической решетки, при котором число атомов, окружающих данный атом решетки, равно его валентности. Эти кристаллы образуются из легких элементов периодической системы. [c.44]

Аналогично хлористому натрию в случае ионных кристаллов, типичным представителем валентных кристаллов является алмаз. Структура алмаза изображена иа рнс. 4. Её характерной чертой является то, что число ближайших соседей каждого атома, равное четырём, совпадает [c.74]

ВАЛЕНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ. ОБЩИЕ СВОЙСТВА [c.75]

В этой связи напомним, что такие металлы, как мышьяк, сурьма и висмут, имеют слоистые структуры, в которых число ближайших соседей равно электроотрицательной валентности элемента. Это свойство характерно для идеальных валентных кристаллов, и, следовательно, перечисленные вещества должны быть отнесены к промежуточному типу между металлами н валентными кристаллами. [c.76]

Введение. Степень совпадения вычисленных значений энергии системы с достаточно точными экспериментальными значениями является мерой точности волновых функций, применённых в теоретических вычислениях. Это является непосредственным следствием вариационного принципа. По этой причине вычисление энергии сцепления имеет большое значение для развития теории твёрдых тел. Имеющиеся вычисления относятся к простым случаям, таким, как одновалентные металлы, их галоидные соли и гидриды, благородные газы в твёрдом состоянии. Все эти случаи рассматриваются в этой главе в разделах, посвящённых металлам, ионным кристаллам и молекулярным кристаллам. Не существует точных вычислений для валентных кристаллов, таких, как алмаз. [c.363]

Разрывы между уровнями в идеальных валентных кристаллах достаточно велики, чтобы предотвратить слияние занятых и незанятых зон, поскольку эти кристаллы являются изоляторами. С другой стороны, у идеальных металлов эти разрывы очень малы. Вследствие того, что расстояния между уровнями в нерегулярных металлах являются средними по отношению к этим двум случаям, можно ожидать, что и другие свойства будут промежуточными. [c.451]

Почему нерегулярные металлы образуют структуры, которые обладают почти заполненными полосами, а не структуры с более металлическими свойствами, можно точно выяснить только путём вычисления энергии решёток с неметаллической и типично металлической структурами, как это было проделано в случае водорода (см. 79). Вследствие того, что такие вычисления до сих пор не проведены, мы должны удовлетвориться в настоящее время ответом химического характера. Атомы, образующие решётку нерегулярных металлов, похожи на атомы водорода, которые предпочитают образовывать структуру, аналогичную валентным кристаллам ). [c.451]

Многие металлы, полупроводники и изоляторы относятся к группе простых валентных кристаллов в том смысле, что силы осцилляторов для переходов с частотами, близкими к (Ори, достаточно малы. Для таких [c.241]

И все же такой подход не может сказать ничего сколько-нибудь определенного об атомных свойствах полупроводников. Однако он учитывает одну важную черту полупроводников, которая остается за пределами досягаемости теории простых металлов. Это подчеркивали также Хейне и Джонс. Учет в матричных элементах членов второго порядка привел бы к вкладу в энергию четвертого порядка. В теории металлов такие члены опускаются, но они, по-видимому, существенны в полупроводниках. Их присутствие не позволяет уже определить характеристическую функцию как функцию, не зависящую от конфигурации ионов, а следовательно, выразить энергию через двухчастичные взаимодействия. Тем не менее вполне возможно, что имеет смысл осуществить такого рода расчет, удерживая в энергии эти члены четвертого порядка. Другие члены четвертого порядка, может быть, можно опустить. Такой анализ еще не был проведен, но он представляется весьма многообещающим, к тому же он является довольно непосредственным обобщением метода псевдопотенциалов для простых металлов на случай валентных кристаллов. Обычно ковалентность связывают как раз с наличием поправок более высокого порядка, которые отсутствуют в теории простых металлов. Таким образом, описанная процедура и означала бы учет в этой теории эффектов ковалентности. [c.501]

Существует также альтернативный подход, который был недавно разработан и должен быть, по-видимому, применим как к изоляторам, так и к валентным кристаллам. Этот подход, естественно, вытекает из теории псевдопотеициалов для переходных металлов, о которой мы уже говорили раньше. Мы строили волновые функции зоны проводимости с помощью теории возмущений в одноволновом OPW приближении. Однако, суммируя OPW и проходя через резонанс, мы для каждого из присутствующих резонансов опускали по одному члену. Затем мы возвращались к этим неучтенным состояниям, выражая их в нулевом приближении через линейную комбинацию атомных орбиталей (сильно связанных состояний) и затем подмешивая к ним по теории возмущений плоские волны. В точности тот же подход, которым мы пользовались для определения состояний d-типа, может быть, по-видимому, непосредственно применим и к валентным состояниям в изоляторах и полупроводниках. На самом деле в последнем случае задача существенно упрощается, так как плоские волны, которые мы должны добавить, отвечают энергиям в нулевом порядке, значительно отличающимся [c.501]

Ковалентные или валентные кристаллы [c.28]

Такие структуры иногда называют валентными кристаллами, и их можно рассматривать как структуры, в которых каждый атом образует октет за счет участия одного [c.47]

В каждом периоде при переходе от щелочных металлов к следующим за ними элементам наблюдается быстрое уменьшение атомного радиуса и радиуса одновалентного иона, однако атомные радиусы уменьшаются гораздо быстрее, и, следовательно, с увеличением валентности кристаллы металлов становятся все менее рыхлыми. Напротив, при переходе от Си, Ag или Ли к следующим за ними элементам соответствующих периодов быстрее уменьшаются радиусы одновалентных ионов, и с возрастанием валентности кристаллы постепенно становятся все более рыхлыми. Эти относительные изменения атомных и ионных радиусов очень важны для понимания структуры некоторых сплавов. Так, можно сказать, что при переходе от элемента к элементу в последовательности Си -> Еп -> Оа -> Ое —> [c.69]

Разупорядочение ионных кристаллов происходит преимущественно в той подрешетке, ионы которой обладают меньшим радиусом, более низкой валентностью и меньшей деформируемостью. Разные типы разупорядоченности иногда могут переходить один в другой при повышении или понижении температуры. Так, РЫа ввиду большой поляризуемости ионов I при низких температурах обладает катионной проводимостью, в то время как анионная проводимость становится значительной только в области более высоких температур. [c.38]

При температурах, близких к абсолютному нулю, в идеальном кристалле 5 или Ое ковалентные связи полностью заполнены и все электроны связаны с атомами, вследствие чего электропроводность отсутствует. При нагревании или освещении кристалла происходит освобождение электронов от ковалентной связи, возникает электропроводность — переход электронов из валентной зоны в зону проводимости. При этом на месте ушедшего электрона образуется незаполненная связь (дырка), которая может быть занята электроном из другой какой-нибудь связи. Одновременно незаполненная связь (дырка) может перемещаться по кристаллу. [c.387]

Иначе происходит с трехвалентным атомом примеси В в решетке 81. Поскольку на внешней оболочке атома В имеются лишь три валентных электрона, то не хватает одного электрона для заполнения четырех валентных связей с четырьмя ближайшими атомами. Свободная связь может быть заполнена электроном, перешедшим из какой-либо друг ой связи, а эта связь в свою очередь заполнится электронами следующей связи и т. д. Положительная дырка (незаполненная связь) перемещается по кристаллу от атома к атому (при движении электрона в противоположном направлении). При заполнении электроном недостающей ва- [c.388]

При равной концентрации донорных и акцепторных примесей в кристалле электропроводность обеспечивается (как и в чистом полупроводниковом материале) электронами и дырками вследствие разрыва валентных связей. Такие полупроводниковые материалы являются компенсированными. [c.389]

Поскольку в металле существует как бы облако обобщенных электронов, металлическая связь допускает большее смещение атомов, чем другие типы связей. Этим обусловливается высокая пластичность металлических кристаллов по сравнению с валентными или ионными кристаллами. [c.10]

Энергетические уровни электронов в твердом теле объединены в серии и образуют энергетические зоны. Число расщепленных уровней в каждой зоне равно числу атомов, объединенных в кристалл. Установлено наличие трех зон нижняя зона валентных связей запрещенная зона зона проводимости. [c.32]

Ие )ассматривая пока движение электронов, существенное для понимаиия электрических и магнитных свойств Т. т, (см, ниже), рассмотрим движение иде ) атомов. Ч очнее в зависимости от кристаллич, структу )Ы принято гово])ить либо о диижении атомов и мо. 1скул (молекулярные кристаллы), либо о движении ионов (ионные и валентные кристаллы, м(>-таллы) Т. т. [c.118]

Обширная монография Ф. Зейтца Современная теория твёрдого тела , предлагаемая вниманию советского читателя, вышла в оригинале в 1940 г. В этой книге с е1иной точки зрения рассматриваются важнейшие свойства различных типов твёрдых тел металлов, ионных кристаллов, валентных кристаллов и полупроводников. Хотя зонная теория твёрдого тела, широко используемая автором книги, является приближённой теорией и в настоящее время создаются новые пути (Л. Ландау, С. Пекар) для теоретической трактовки электропроводности, оптических свойств, по крайней мере применительно к ионным кристаллам, тем не менее зонная теория ивилась важным этапом в развитии учения о твёрдом теле. [c.8]

Валентные кристаллы, примерами которых являются алмаз и карбид кремния (карборунд), обладают малыми электронной и ионной проводимостями, большой твёрдостью и плохой спайностью. Они образуются из комбинащш более лёгких элементов средних столбцов периодической системы. [c.16]

Валентные кристаллы. Общие свойства. Идеальные валентные кристаллы являются одноатомными непроводя1цими веществами, имеющими большую энергию сцепления и высокую твёрдость. [c.74]

Многие вещества являются промежуточными между валентными и веществами с другим типом связи. Так, например, кремний, германий и серое олово имеют структуру алмаза, хотя их электропроводность значительно больше электропроводности алмаза. Кремний и германий могут быть отнесены также к полупроводникам, а серое олово — к металлам. Аналогично, карбнд кремния и двуокись кремния имеют некоторые черты валентных кристаллов, в частности большую твёрдость, и некоторые ионные свойства, напрнмер, способность сильно поглощать инфракрасные лучн. [c.74]

В таблице XVIII дана сводка достоверных полупроводников, а также некоторых веществ, которые, вероятно, являются полупроводниками. Большинство из этих тел кристаллизуется в решётках ионного типа и было уже рассмотрено вместе с идеальными ионными кристаллами. С другой стороны, карборунд ранее был отнесён к валентным кристаллам. Полупроводя1цие образцы одиоатомных веществ, ках, напрнмер, кремния и теллура, обычно бывают загрязнёнными. [c.76]

Рассматривая валентные кристаллы изоляторов, например алмаз, мы встречаемся с трудностями. В этом случае атомы электрически нейтральны, как в молекулярных кристаллах, а сцепление столь же велико, как в ионных кристаллах и металлах. Эта трудность устра-няетсл в классической теории предположением о действии наряду с силами а) и б) ещё валентных сил, обеспечивающих большие си.1ы <цепления в алмазе и кварце. [c.288]

Поскольку введение зонной модели позволяет вилоизменить классическое понятие связанных электронов в валентных кристаллах, естественно задаться вопросом, должны ли мы оставить это классическое понятие, рассматривая ионные и молекулярные кристаллы. На этот вопрос можно ответить вполне определённо в обоих случаях. В ионных кристаллах классическая картина является хорошим приближением, но не является строгой, так как волновые функции валентных электронов ие полностью локализованы у катионов. Это значит, что функции Блоха лля ионных кристаллов об.талают аналогичными свойствами, что и 1ля металлов. Проводимость отсутствует из-за способа заполнения зон, а не из-за того, что электроны ие могут двигаться от одного атома к другому. Так как в молекулярных кристаллах амплитуда волновых функций в области между молекулами безусловно мала, то мы должны были бы ожидать, что электронная проводимость невелика, даже если бы не существовало зонной структуры. Тем не менее, решающую роль в полном запрещении электронной проводимости играет наличие запшненных зон. [c.292]

Существует непрерывная градация при переходе от молекул, которые при внедрении в твёрдое тело сохраняют электронную структуру, соответствующую свободной молекуле, к молекулам, которые сильно деформируются, когда входят в состав кристалла типа валентных кристаллов. Вследствие этого, как мы видели в 8, не существует резкой границы между валентными и молекулярными кристаллами. Так как силы сцепления валентных образований сводятся к обменным силам, которые определяют в основном силы сцепления в модели Гайтлера-Лондона, отталкивательные члены должны изменить знак и дать при-1яжение при переходе от идеальных молекулярных кристаллов к кристаллам валентного типа. В настоящее время более или менее детально рассмотрены молекулярные кристаллы, наиболее близкие к идеальным, которые характеризуются очень низкими значениями теплоты сублимации. [c.414]

Зонная структура алмаза. Несмотря на важность этого вопроса, работ по количественному рассмотрению ковалентных связей в кристаллах практически не имеется. Причина этого, как мы упомянули в 97, заключается в том, что простейшие атомы, образующие валентные кристаллы, имеют так много валентных электронов, обусловливающих главным образом связь в кристалле, что вычисления становятся много сложнее, чем в случае простых металлов или солей. Имеется работа по полуколичественному исследованию зонной структуры алмаза и качественному рассмотрению наиболее пригодной формы функции Г айтлера-Лондона для атома в валентном кристалле с тетраэдрическим расположением ближайших соседей. Это рассмотрение применяется главным [c.480]

Отметим, наконец, что можно легко вычислить сечение образования плазмонов быстрым электроном, движущимся через простой валентный кристалл. Для соответствующей длины свободного пробега %, характеризующей образование плазмонов с энергией Асоуп., получается выражение [33, 20] [c.252]

VI е т а л л и ч е с к а я связь отличается тем, что валентные электроны являются общими для всего кристалла. Металл пред-ста ляет собой совокупность пространственной решетки, построенной из положительных ионов, возникающих в результате отщепления от каждого из атомов одного или нескольких валентных электронов, и этих отщепившихся электронов, движущихся внутри ренлетки и взаимодействующих как с ионами, расположенными в узлах решетки, так и друг с другом. Электроны не принадлежат определенным атомам. Они непрерывно н бсс.чоря-дочно перемещаются внутри кристаллической решетки, переходят от одного атома к другому, связывая их. Скопление электронов, осуществляющих. металлическую связь, получило название элгектронного газа. [c.9]

Металлическая связь по своей природе имеет значительное сходство с ковалентной связью. В обоих случаях электронные орбиты сливаются, но в металле происходит обобщение не отдельных, а всех валентных электронных орбит. При этом устанавливаются общие уровни энергии во всем объеме кристалла. Число уровней будет одного порядка с числом атомов в данном )бъеме металла. Уровни весьма близки между собой и образуют нергетические полосы или зоны, которые иногда рассматривают как расщепление валентных уровней (орбит) отдельных атомов. [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...