Электроны коллективизированные

В металлических проводниках электропроводность обусловлена свободными электронами (коллективизированными электронами). Такую [c.9]

Для решения задачи о поведении коллективизированных электронов рассмотрим стационарные состояния системы, описываемые уравнением Шредингера, не содержащем времени [c.77]

При расчетах энергии сцепления металлических кристаллов необходимо учитывать взаимодействие атомных остатков друг с другом, атомных остатков с коллективизированными электронами и коллективизированных электронов друг с другом. [c.82]

Для грубой оценки энергии сцепления щелочных металлов обычно пользуются ионной моделью. Согласно этой модели, положительно заряженные ионы, которые считают точечными, располагаются в узлах кристаллической решетки, а коллективизированные электроны равномерно распределены между ионами. Энергия сцепления металлического кристалла в такой модели может быть рассчитана с помощью методов, используемых при расчете энергии сцепления ионных кристаллов. [c.83]

Здесь ао=0,529-10- ° м — боровский радиус г =[3/(4яи) ]— радиус сферы, объем которой равен объему, приходящемуся на один коллективизированный электрон n=N/V—концентрация коллективизированных электронов. [c.83]

В равновесии силы притяжения должны уравновешиваться силами отталкивания. В металлах силы отталкивания связаны, в основном, с движением коллективизированных электронов, которые создают внутри металла давление. Внутреннее давление, создаваемое электронами, связано с их кинетической энергией, поэтому, очевидно, что притяжение (2.54) должно уравновешивать кинетическую энергию электронов. [c.83]

Учет вклада свободных электронов в теплоемкость металлов. По современным представлениям металл рассматривается как совокупность системы положительно заряженных ионов, колеблющихся около их средних положений равновесия в кристаллической решетке, и системы относительно свободных коллективизированных валентных электронов, образующих в металле своеобразный газ. [c.176]

Во-вторых, жаропрочность материалов определяется с учетом кристаллических структур (ОЦК) тугоплавких металлов. Устойчивость кристаллической структуры, термодинамическая и механическая прочность по крайней мере жаропрочность литейных сплавов в конечном итоге определяются межатомными связями. Образование сильных, коротких металлических связей между ближайшими атомами в плотно упакованных рядах - результат перекрытия орбиталей внешних коллективизированных электронов. Исходя из изложенного ранее нами установлено, что важнейшим резервом повышения жаропрочности сплава является коллективизация электронов тугоплавкими металлами V - VII групп и переходными металлами 5 - 6-го периодов. [c.430]

В случае ковалентной связи могут возникать молекулы, или кристаллы. Так, два атома хлора, каждый из которых имеет семь электронов на внешнем уровне Зр, обладают одной парой общих электронов и образуют молекулу. Атом германия, имеющий четыре электрона на внешней оболочке, имеет по одному общему электро-ну с четырьмя соседними атомами и в результате обладает восемью коллективизированными электронами. Электрон переходит с орбиты одного атома на орбиту другого атома, не отрываясь полностью от каждого из них. Каждый атом окруженный четырьмя соседями, является центром тетраэдра. Образуется трехмерная кубическая структура типа алмаза (рис. 3). [c.8]

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ образуется между атомами, валентные электроны которых слабо связаны с ядром. Экспериментально показано, что электронная плотность валентных электронов в металлах равномерно распределена по объему кристаллов. Это дало основание представить структуру таких кристаллов в виде ионного остова, погруженного в газ из коллективизированных валентных электронов. Взаимодействие электронов такого газа с ионами компенсирует силы отталкивания между ионами. [c.10]

Металлическая связь - связь положительно заряженных ионов металла, образуемая оторвавшимися от атомов коллективизированными валентными электронами. Электронный газ оказывает цементирующее действие на кристаллическую структуру металлов и приводит к их высокой тепло- и электропроводности, а ненаправленный характер связи обусловливает высокую пластичность металлов. [c.7]

Однако не все валентные электроны участвуют в образовании металлической межатомной связи. Определенна их часть, покидая ядра своих атомов, уходит в междоузельное пространство и образует так называемый электронный газ , состоящий из таких потерявших связь со своими ядрами электронов и ставших общими или коллективизированными. [c.7]

Благодаря коллективизированным электронам металлы обладают электро- и теплопроводностью, характерным металлическим блеском и некоторыми другими чисто металлическими свойствами. Например, блеск объясняется отражением световых лучей от коллективизированных электронов. [c.7]

Г. В. Самсонов во взглядах на природу образования покрытий из тугоплавких соединений на металлах и неметаллах исходит в основном из представлений о влиянии стабильных электронных конфигураций на формирование свойств твердого тела. Энергию активации самодиффузии автор связывает с возбуждением, необходимым для нарушения электронных конфигураций атомов металлов и неметаллов, которая возрастает при увеличении стабильности этих конфигураций, образуемых локализованными электронами и при уменьшении доли коллективизированных электронов. Рост энергетической стабильности -состояний с увеличением главного квантового числа ведет к увеличению энергии активации самодиффузии. При одинаковой энергетической стабильности -электронов величина энергии активации прямо [c.25]

На основании этих представлений Г. В. Самсонов делает некоторые практические выводы, например, о создании барьерных слоев при получении покрытий. Для этого на основу необходимо наносить промежуточное покрытие, обеспечивающее максимальную стабильность электронных конфигураций основы и наименьшую концентрацию коллективизированных электронов в образующемся промежуточном слое, внешняя часть которого должна охранять способность удерживать слой основного покрытия. [c.26]

Эффективным средством замедления процессов диффузии, а следовательно и повышения жаростойкости покрытий, является создание барьерных слоев, которые обеспечивают максимальную стабильность электронных конфигураций основы и наименьшую концентрацию коллективизированных электронов в переходном слое. [c.27]

Скорость поступательного движения коллективизированных электронов, как и для свободных электронов, равна групповой скорости распространения в кристалле электронных волн и определяется соотношением (3.29) [c.145]

Кристаллы металла. Связь между атомами в кристалле металла (в кристаллическом зерне или в монокристалле) имеет особенности, отличающие ее от связи между атомами во всех других кристаллических твердых телах, вследствие чего она носит название Связи металлического типа ). В металлах внешние электроны атомов ввиду слабой их связи с ядрами отрываются от последних и образуют так называемый электронный газ коллективизированные электроны), омывающий положительные ионы, которыми являются атомы, лишенные внешних электронов. Между положительными ионами, с одной стороны, и отрицательно заряженным электронным газом, с другой, имеются большие электростатические силы притяжения. Именно электронный газ объединяет положительные ионы в единое целое — металлическое тело. Положительные ионы металла, кроме сил воздействия со стороны электронно го [c.225]

Внешняя картина скольжения в монокристалле. В монокристаллическом, например, растягиваемом призматическом, образце скольжение происходит не сразу по всем параллельно расположенным плоскостям, находящимся, если не учитывать наличия дефектов, в совершенно одинаковых условиях. На самом деле из всех них плоскостями скольжения оказываются лишь те, в которых ослабление, в силу наличия дефектов, наибольшее. Между плоскостями скольжения располагаются недеформиро-ванные части кристалла, называемые пачками скольжения. Описанная картина деформации характерна для металлов. Именно в них сочетается высокая прочность с большой пластичностью вследствие описанного выше металлического типа связи между атомами, при котором коллективизированные электроны как бы играют роль смазки, облегчающей скольжение, В ряде случаев картина скольжения несколько более сложна. [c.242]

Wg — скорость движения коллективизированных (свободных) электронов в металле, которая при Т < 10 ° К почти не меняется с изменением температуры [Л. 117], т. е. ф f (Т)-, [c.187]

ФЕРРОМАГНЕТИК—вещество, в к-ром ниже определ. темп-ры (Кюри точка Тс) устанавливается ферромагн. порядок магнитных моментов атомов (ионов) в неметаллич. веществах и спиновых магн. моментов коллективизированных электронов в металлич. веществах (см. Ферромагнетизм). Наиб, важными характеристиками Ф. являются точка Кюри 7 с, атомный магн. момент Л/ при О К, уд. самопроизвольная (спонтанная) намагниченность М(1 (на 1 г) при О К и уд. намагниченность насыщения (на 1 см ) при О К. Среди чистых хим. элементов к Ф. относятся только 3 переходных З -металла — Fe, Со, Ni — и б редкоземельных металлов (РЗМ) — Od, ТЬ, Dy, Но, Ег и Тп1 (табл. 1). В 3< -металлах и РЗМ Gd реализуется [c.299]

В твердом или жидком металле непрерывно происходит отрыв одних валентных электронов у атомов и присоединение их к ионам так, что образуется состояние подвижного равновесия, при котором в свободном состоянии находится определенное количество электронов. Чем больше у металла свободных электронов (коллективизированных), тем характернее его металлические свойства , например повьпиенная электро- и теплопроводность. [c.16]

Таким образом, устойчивость металла, представляющего собой ионно -. лектронную систему, определяется электрическим взаи.модей-ствием между положительно заряженными ионами и коллективизированными электронами. Такое взаимодействие между ионным скелетом и элект[)онным газом получили название металлической связи. [c.8]

Названные специфические свойства, по-существу, обусловлены наличием в металлах свободных электронов. Металлическая связь возникает при взаимодействии атомов электрополоэ/сительных элементов, внешние валентные электроны которых связаны с ядром относительно слабо. При образовании твердого состояния в результате перекрытия волновых функций металлических атомов (например, атомов Na) движение электронов, как и в случае ковалентной связи, претерпевает радикальное изменение, и электроны обобществляются. При этом каждая соседняя пара электронов предпочла бы образовать молекулу, с тем чтобы поделить себя между двумя атомами. Но у кал<дого атома Na в твердом состоянии имеется в среднем восемь соседей и только один валентный электрон,, который должен быть поделен с каждым из этих соседей. В отличие от случая ковалентной связи, когда пара электронов, в основном, курсирует между двумя соседними атомами, коллективизированному электрону в металле приходится совершать довольно сложный путь, посещая по очереди каждый атом (положительный ион) твердого тела. В описанной ситуации все ионы обладают всеми электронами вместе, а электроны могут свободно перемещаться от одного иона к- другому. [c.82]

В металлах вклад в магнитную восприимчивость кроме атомных остовов, расположенных в узлах решетки, вносят коллективизированные электроны проводимости. Экспериментальные данные свидетельствуют, например, о том, что все щелочные металлы парамагнитны. При этом их парамагнитная восприимчивость не зависит от температуры. Поскольку решетка щелочных металлов диамагнитна, парамагнетизм может быть обусловлен только парамагнетизмом электронного газа. Из независимости парамагнетиз- [c.329]

Для объяснения явления ферромагнетизма в квантовой теории используются два основных подхода. Один из них основан на предложенной Френкелем модели коллективизированных электронов, подчиняющихся статистике Ферми — Дирака. Эта модель учитывает обменное взаимодействие. В теории показано, что при некоторой плотности электронного газа возможно появление самопроизвольного намагниченного состояния вне зависимости от того, что кинетическая энергия электронов при этом увеличивается. Напомним еще раз, что увеличение кинетической энергии связано с тем, что, в силу принципа Паули, электроны с параллельной ориентацией спина не могут з нимать один энергетический уровень. Поэтому при перевороте спина электрон вынужден занять состояние с большей энергией. В настоящее время, однако, существует мнение, что газ электронов проводимости, по-видимому, не является )ерромагнитным ни при каких условиях. Строгое доказательство этого пока отсутствует. В то же время ни в одном эксперименте не было обнаружено ферромагнетизма металлов, не содержащих атомов или ионов с недостроенными d- или /-оболочками. Появление ферромагнетизма в системе d- или /-электронов связано с аномально высокой (по сравнению с s-электронами) плотностью состояний в - и /-зонах. [c.337]

Близость электронного строения (валентные электроны, параметры решетки и атомный радиус) основных элементов (Ni, Сг), определяющая идентичность ОЦК структур, способствует образованию широких и непрерывных областей ОЦК твердых растворов между тугоплавкими металлами 5-го периода - Nb, Мо и 6-го периода Та, W и создают широкие возможности твердорастворенного упрочнения жаропрочного сплава путем взаимного легирования. Введение в сплав с ОЦК структурой небольшого количества рения, равного 3,5 - 4,5% (по массе) с гексагональной структурой, при растворении в ОЦК металлах - Nb, Та, Сг, Мо, W передаст в коллективизированное состояние все валентные электроны, сильно упрочняет межатомные связи и повышает жаропрочность сплава. Таким о )разом, сплав приобретает рениевый эффект , т.е. повышаются пластичность и жаропрочность при высоких температурах. [c.430]

Классическая электронная теория металлов представляет твердый проводник в виде системы, состоящей из узлов кристаллической ионной решетки, внутри которой находится электронный газ из коллективизированных (свободных) электронов. В свободное состояние от каждого атома металла переходит от одного до двух электронов. К электронному газу применялись представления и законы статистики обычных газов. При изучении хаотического (теплового) и направленного под действием силы электрического поля движения электронов был выведен закон Ома. При столкновениях электронов узлами кристаллической решетки энергия, накопленная при ускорении электронов в электрическом поле, передается металлической основе проводника, вследствие чего он нагревается. Рассмотрение этого вопроса привело к выводу закона Джоуля—Ленца. Таким образом, электронная теория металлов дала возможность аналити- [c.187]

Принято считать [7], что микротвердость и микрохрупкость тугоплавких соединений существенно определяются статистическим весом стабильных электронных конфигураций атомов металла и неметалла, а также долей электронов, переходящих в коллективизированное состояние. [c.113]

Соединения с коллективизированными 5/-элект-ронами (для них, как правило, d ), в ряде случаев они содержат наряду с актинидами переходные d-металлы. Для этих магнетиков характерна малая по сравнению с рассчитанной в приближении локализованных магн. моментов величина намагниченности насыщения, подавление ферромагнетизма при наложении умеренного всестороннего давления, большая величина коэф. электронной теплоёмкости, отклонения от Кюри — Вейсса закона для парамагн. восприимчивости и т. д. Примеры зонных актинидных магнетиков интерметаллические соединения типа АпМ (где Ап — U, Np, Pu М-иероходнон металл группы железа), UPt, NpRuj, NpOSa и т. д. [c.40]

Y у переходных металлов иа порядок величины больше, чем у нормальных [2] d-электроны переходных металлов по своим свойствам занимают промежуточное положение между локализованными и коллективизированными электронами. Оценки энергии связи электронов в кристалле и исследование ферми-поеерхиостей свидетельствуют о значит, степени коллективизации й-электронов. Так, ср. магн. моменты па атом в переходных металлах в сдиница.х — магнетон Бора) [c.93]

Для того чтобы система коллективизированных электронов обладала намагниченностью, необходимо,чтобы подзоны электронов с проекциями спинов и —1/з были по-разному заполнены. В рамках данной модели это достигается простейшим способом предполагается, что кулоновское взаимодействие между электронами приводит лишь к раздвижке подзон электронов с разными проекциями спина, причём закон днспер-сии и плотность состояний не изменяются, Схематически это изображено на рис. 2. [c.94]

В отличие от атомных столкновений в газах столкновения в твёрдых телах характеризуются малостью межатомных расстояни1г, а также наличием упорядоченности в расположении атомов и коллективизированных электронов. Малость межатомных расстояний по сравнению с газами приводит к тому, что при расчёте после-доват. столкновений необходимо учитывать различия в потенциалах взаимодействия сталкивающихся частиц, смещение рассеивающего атома за время столкновения, а так а е возможность одновременного (или почти одновременного) столкновения атома либо иона сразу с двумя и более атомами митенн. Упорядоченность в расположении атомов приводит к то.му, что последова- [c.197]

Для магп. металлов группы железа и большйнства их сплавов справедлива скорее картина магнетизма коллективизированных электронов, однако там. где можно говорить о наличии достаточно хорошо определённых локализованных магн. моментов (напр., по-видимому, в a-Fe), взаимодействие между ними подобно РККИ-взаимодействию, т, е. является осциллирующим и дальнодействующим. Это подтверждается прямыми расчётами обменных параметров на основе зонной теории, магнетизма. [c.469]

I — fi/pp а, равно алН/е (в трёхмерном случае) и лЛ1е в двумерном). В веществах с большим р возникает локализация электронных состояний — проводимость исчезает см. Андерсоновская локализация). При этом исчезновение проводимости происходит не за счёт связывания электронов ионами — электроны остаются коллективизированными (в том смысле, что их волновая ф-ция размазана на расстояния, много большие атомных). [c.118]

Кроме двух параметров (г, U или t, J) X. м. характеризуется еще одним параметром — электронной концентрацией п (число электронов на один узел решётки). В этой невырожденной модели п меняется в пределах 0< <2, причём поведение системы существенно зависит от величины п. Из (3) видно, что при половинном заполнении зоны (п = ) гамильтониан /—У-модели сводится к гамильтониану Гейзенберга модели с атомным локализованным спином S— jj, так что основное состояние системы должно быть антиферромагнитным с волновым вектором Й = (п, я, п). За счёт взаимодействия электронных состояний с антиферромагн. порядком при п — 1 должна открываться щель на поверхности Ферми, так что в этих условиях система должна быть диэлектриком. При отклонении от половинного заполнения в системе появляется дырочная проводимость, а антиферромагн. порядок ослабляется за счёт движения дырок, так что при нек-рой концентрации дырок антиферромагнетизм исчезает при последующем уменьшении п сильно коррелированная система переходит в режим ферми-жидкости. Т. о., из рассмотрения двух предельных случаев ясно, что при изменении п должен существовать кроссовер от ферми-жидкостного поведения в фазу диэлектрич. состояния и одновременно кроссовер от коллективизированного магнетизма к магнетизму с локализованными маги, моментами. При фиксированном и аналогичный кроссовер должен возникать с ростом U. Эти наиб, интересные явления появляются в области промежуточных значений U W, где возмущений теория не работает, поэтому необходимо использовать при анализе X. м. другие приближённые подходы, не основанные на разложениях по параметрам UjW или WjU. Ниже рассматривается ряд таких подходов [2]. [c.392]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...