Ковалентные кристаллы распределение электронного заряда

Такое разбиение совершенно естественно для ионных или молекулярных твердых тел, но его гораздо труднее провести в ковалентных кристаллах, где существенную часть распределения электронного заряда уже не так легко связать с отдельными узлами в кристалле. Наше обсуждение поэтому относится главным образом к первым двум классам диэлектриков. Для расчета диэлектрических свойств ковалентных кристаллов необходим совершенно иной подход. Мы вернемся к этому вопросу позднее. [c.160]

Классический предел I 64—65 Ковалентная связь II 11, 21, 177 в металлах II 22 поляризуемость II 177 Ковалентные кристаллы II 7—9, 21 диэлектрическая проницаемость II 177 поляризуемость II 177 распределение электронного заряда И 8 с полупроводниковыми свойствами II 188, 189 [c.398]

Характерные признаки ковалентной связи [12] — направлен ность, отсутствие смещения центра тяжести электронного заряда от одних атомов к другим, насыщенность. Некоторые из этих особенностей отчетливо видны на рис. 5.6 [2], где показано распределение электронов в ковалентных кристаллах С и Si. Наблюдающееся повышение концентрации вдоль линии, соединяющей [c.103]

В ковалентных кристаллах, однако, значительная часть электронного заряда располагается между ионами (образуя так называемые ковалентные связи). Наличие такой составляющей полного заряда представляет собой уникальное свойство конденсированного состояния и не имеет аналогов в распределении заряда в отдельных изолированных ионах (атомах, молекулах). Более того, поскольку эта составляющая обусловлена наиболее слабо связанными атомными электронами, она дает очень важный вклад в поляризуемость кристалла. Поэтому при расчете диэлектрических свойств ковалентных кристаллов необходимо рассматривать поляризуемость кристалла как единого целого, прибегая для этого с самого начала к зонной теории или пользуясь феноменологическим подходом, основанным на представлении о поляризуемости связей . [c.177]

Расчет энергии связи в кристаллах — безусловно, квантово-механическая задача. Тем не менее установлено, что для некоторых типов твердых тел в достаточно хорошем приближении энергия связи может быть определена и на основе классического рассмотрения. К таким относятся кристаллы, распределение зарядов в которых может быть представлено в виде совокупности периодически расположенных точечных зарядов (ионов) или диполей. Возникающие в этих случаях типы связи называют соответственно ионной или ван-дер-ваальсовой (иногда — дипольной). В то же время сведение квантовомеханической задачи к классической оказалось невозможным в случае, когда плотность электронов в межионном пространстве достаточно велика, и электроны нельзя рассматривать как включенные в точечные (или почти точечные) ионы. Методы определения характеристик связи и физических свойств кристаллов с таким распределением электронов основываются непосредственно на квантовой теории (включая квантовую статистику). Анализ показал, что основными типами связи в этих случаях являются металлическая, характеризующаяся в первую очередь отсутствием направленности, и ковалентная, важным признаком которой является направленность. Помимо этого в последние годы выделяют в особый YHn водородную связь, имеющую важное значение при рассмотрении биологических соет динений. [c.20]

Рис. 1. Рассчитанное распределение заряда химически активных валентных электронов [9]. Представлены контуры равной плотности заряда при наличии примесного атома азота в идеальном кристалле алмаза (й) й кремния (б). Будучи более электроотрицательным, чем атомы углерода, атом азота в алмазе притягивает к себе электроны. Распределение заряда на связях между двумя атомами углерода и между атомами углерода и азота имеет характерную двугорбую структуру, которой соответствуют пары замкнутых контуров между атомами. Этого нет в других тетраэдрических полупроводниках, например в кремнии, где ковалентные связи характеризуются одним максимумом заряда между атомами. Обширные междоузельные области фактически пусты и образуют периодическук сетку электронного заряда, характерную для диэлектриков и полупроводникоа. В металлах заряд распределен более равномерно. Расчеты проводились методом функционала локальной плотности с использованием псевдопотенциалов, Для описания дефекта (примесного атома азота) применялся метод рассеяния функций Грина,

Сравнение фиг. 19.2 и 19.5 позволяет обнаружить серьезное различие распределений заряда в ионных и ковалентных кристаллах в Na l плотность электронов вдоль линии, соединяющей ближайших соседей, падает ниже 0,1 электрона на 1 А , тогда как в алмазе, самом ярком представителе ковалентных кристаллов, она ве ниже 5 электронов на 1 А . [c.21]

Мы не станем проводить здесь дальнейшее обсуждение этого вопроса, заметим лишь, что ковалентные кристаллы могут обладать очень большими диэлектрическими проницаемостями, в чем отражается относительно делокали-зованное распределение их электронного заряда. Статические диэлектрические проницаемости для ряда ковалентных кристаллов приведены в табл. 27.3. [c.177]

Рис. 3.1. Основные типы связей в кристаллах, а) Кристаллический аргон (ван-дер-ваальсова связь). Нейтральные атомы аргона образуют кристалл за счет слабых сил Ван-дер-Ваальса, действующих между ними и возникающих в результате флуктуаций в распределении заряда атомов, б) Хлористый натрий (ионная связь). Атомы щелочного металла 1 а отдали свои валентные электроны атомам галогена С1. Получившиеся при этом ионы образовали кристалл хлористого натрия за счет сил электростатического притяжения между положительными н отрицательными ионами, в) Натрий (металлическая связь). Валентные электроны атомов щелочного металла Ыа покидают свои атомы и образуют электронную жидкость , в которую погружены положительные ионы, г) Алмаз (ковалентная связь). Нейтральные атомы углерода образуют кристалл алмаза за счет перекрытия их электронных оболочек.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...