ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА Термодинамические свойства

Изучение разнообразных характеристик в нормальном состоянии свидетельствует о том, что в таких веществах плотность состояний имеет узкий и большой пик у самого уровня Ферми (напомним, что плотность состояний v = Pom /(n A )). Происхождение этого пика, возможно, связано с электронной экранировкой спина магнитных атомов редкоземельных металлов или актинидов. Если магнитные атомы являются малыми примесями, то это приводит к эффекту Кондо в проводимости ( 4.6), но не влияет заметным образом на энергетический спектр и термодинамические свойства. Однако если магнитные атомы становятся регулярным элементом структуры и константа обменного [c.331]

Механическая интерпретация этих концепций становится возможной и эмпиризм в значительной степени можно исключить, если основные концепции будут тесно связаны с теорией строения вещества. Таким путем проверяется правильность современных теорий строения вещества. В настоящее время считают, что вещество состоит из молекул, в свою очередь состоящих из атомов, построенных из таких элементарных частиц, как электроны, протоны и нейтроны. Элементарные частицы обусловливают свойства атомов, атомные свойства определяют свойства молекул, а молекулярные свойства определяют наблюдаемые свойства системы. Поэтому, зная свойства молекул, можно вычислить все наблюдаемые термодинамические свойства системы, состоящей из большого числа молекул. [c.69]

Статистический метод основан на представлении о микроскопическом строении вещества. Среда рассматривается как термодинамическая система, состоящая из большого числа молекул, ионов или электронов с заданными свойствами и законами взаимодействия. Основная задача статистического метода — получение общих соотнощений между макроскопическими параметрами по заданным микроскопическим свойствам среды. [c.189]

Поскольку ах >> gx , явления, обусловленные ангармонизмом, не исчерпывают всех термодинамических свойств твердого тела. Действительно, даже при симметричных колебаниях атомов имеются силы, противодействующие их сближению, а именно силы отталкивания электронных оболочек и силы сопротивления растяжению (химические связи), уравновешивающиеся в не-деформированном теле. Сжатие и растяжение тела, если их рассматривать без учета энгармонизма, приводят к нарушению такого равновесия и появлению избыточного давления, стремящегося вернуть тело в исходное состояние с минимальным значением термодинамического потенциала, иными словами, сжатие или растяжение первоначально недеформированного тела всегда приводит к росту термодинамического потенциала с соответствующим увеличением абсолютной величины избыточного давления, равной нулю в недеформированном состоянии. В силу аддитивности энергии каждый процесс всестороннего сжатия или растяжения можно рассматривать слагающимся из двух независимых процессов обусловленного ненулевым кинетическим давлением вследствие энгармонизма и обусловленного симметричными силами взаимодействуя атомов. Первый процесс дает термоупругие [c.16]

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОННОГО СТРОЕНИЯ НЕКОТОРЫХ СПЛАВОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ [c.155]

О чем, в частности, свидетельствует сохранение и даже возрастание магнитных моментов, локализованных на их атомах, тогда как никель в таких сплавах теряет свой магнитный момент [11]. Термодинамические свойства сплавов таких систем, как Сг — Аи [12] и Мп — Ag [13], отражают специфический характер взаимодействия компонентов. Практически во всей области существования твердых растворов парциальные теплоты смешения для хрома и марганца положительны и аномально зависят от состава (возрастают с ростом содержания переходного металла), тогда как парциальные теплоты для золота и серебра отрицательны и малы по абсолютной величине (рис. 2). Можно полагать, что хром и марганец также претерпевают существенные изменения своего электронного состояния, входя в матрицу твердого раствора, однако эти изменения требуют определенных затрат энергии. Известно, что марганец и хром [c.157]

Термодинамические свойства и особенности электронного строения некоторых сплавов переходных металлов. Г. М. Лукашенко. Физическая химия конденсированных фаз, сверхтвердых материалов и их границ раздела. Наукова думка , К-, 1975, с. 155—161. [c.230]

Плотность энергетических состояний валентных электронов или просто плотность состояний (ПС) является фундаментальной физической характеристикой, определяющей не только электросопротивление и электронную теплоемкость аморфных металлов и сплавов, но и такие их термодинамические свойства, как способность к аморфизации, стабильность и т. п. [c.177]

Термодинамические свойства жидкого состояния. Системы с электронным соединением, не содержащие [c.201]

Предположив, как и раньше, что электронный и колебательный вклады в термодинамические свойства можно разделить, по аналогии с уравнением (5.9.2) запишем [c.165]

Рещение системы уравнений (1) — (22) весьма трудоемко, поэтому для точного расчета состава и свойств в широком диапазоне давлений и температур целесообразно применение электронно-вычислительных машин. В настоящей работе был применен приближенный метод определения состава. Точное решение системы уравнений (1)—(22) производилось для оценки погрешности термодинамических свойств и электропроводности, вычисленных по приближенному составу. [c.323]

Нами рассчитаны таблицы термодинамических свойств (р, v, р, i, 5, Ср) жидкого и газообразного азота до температуры 140° К и давления 500 бар с помощью уравнения состояния, представленного выражениями (72), (75), (76), (77). Расчет выполнен на электронной цифровой вычислительной машине. Калорические свойства определены по уравнениям, приведенным в 1.4, причем на докритических изотермах в качестве постоянных интегрирования приняты значения этих свойств кипящей жидкости поданным [70], а на изотермах 130 135 и 140° К — в точках при давлениях 70 90 и 125 бар соответственно [70]. Значения термических свойств на кривой насыщения получены по уравнению состояния с использованием уравнения для кривой упругости [70]. [c.48]

В настоящей работе дается метод оценки термодинамических свойств и состава плазмы при отрыве от атомов большого числа электронов (т. е. при глубокой ионизации) без учета влияния кулоновского поля ионов и электронов на свойства плазмы. При таких условиях воз-.можно упрощение системы нелинейных алгебраических уравнений для состава и решение ее в явном виде. Упрощаются также и выражения для термодинамических функций. [c.3]

В статье рассмотрены некоторые закономерности, характерные для термодинамических свойств сплавов переходных металлов. Отмечено влияние изменений в электронной структуре, показано, что для многих сплавов изменения энергии межатомного взаимодействия (теплот и избыточных изобарных потенциалов смешения) могут быть интерпретированы в рамках концепции донорно-акцепторного взаимодействия. [c.183]

Принимая, что электронная теплоемкость является линейной функцией температуры до 3000°К, мы по уравнению (7) рассчитали теплоемкость УС ,8в в интервале от 100 до 3000 К. На рис. 1 результаты расчета представлены кривой 5. На рисунке видно, что рассчитанная кривая хорошо усредняет (в особенности при низких и высоких температурах) экспериментальные значения теплоемкости, полученные в различных работах. На основании вычисленных значений теплоемкости рассчитаны основные термодинамические свойства которые представлены в [c.149]

Переносные свойства воздуха при высокой температуре могут быть вычислены путем использования уравнений, представленных в п. 10.2 и 10.6. Обычно начинают с определения равновесного состава газовой смеси, переносные свойства которой интересуют. Этот равновесный состав может быть определен путем применения методов статистической термодинамики, описанных в гл. 9. Это уже сделано многими авторами, получившими информацию о составе и термодинамических свойствах воздуха при температурах, изменяющихся от комнатной температуры до 24 000° К и при различных давлениях. На рис. 10.5 представлены кривые изменения молярной концентрации компонентов воздуха в зависимости от температуры в диапазоне температур от О до 15 000° К и при плотности, равной 10 от нормальной атмосферной плотности. Графики рис. 10.5 построены Моекелом и Вестоном 2) на основе вычислений, выполненных Гилмором ) для равновесного состояния воздуха. Из рис. 10.5 видно, что приближенно до температуры ниже 10 000° К концентрация электронов (е ) и ионов (О и Ы+) будет недостаточной, чтобы оказывать влияние на вычисления переносных свойств при этой плотности. [c.396]

Первый член представляет собой вклад нормального, а второй—сверхпроводящего состояний. Второй член обусловлен наличием скрытой теплоты, поскольку для перевода электрона из сверхпроводящей области в нормальную требуется конечная энергия. Условие дР/дх) = 0 определяет зависимость X от т. Нельзя просто предположить, что г=, ибо это соответствовало бы отсутствию взаимодействия между п- и -состояниями и не удовлетворяло бы условию dFjdx)j. = Q. Если же принять r = то оказывается возможным приближенно описать наблюдаемые термодинамические свойства, считая [c.296]

Другой важный вопрос относится к природе взаимодействий, обусловливающих переход в сверхпроводящее состояние и термодинамические свойства. Изотонический эффект (см. гл. VIII) весьма убедительно доказывает, что сверхпроводимость возникает в результате взаимодействия между электронами и колебаниями решетки теории, основанные на этой идее, были независимо предложены Фрелихом [15] и автором [16]. Теория Фре-лиха, развитая до открытия изотопического эффекта, дает соотношение между критической температурой Г,,р. и массой изотопа [c.680]

Химическая термодинамика занимается изучением химических процессов с термодинамической точки зрения и в отличие от технической рассматривает явления, в которых происходят знутрп-молекулярные изменения рабочего тела при сохранении гтомами молекул своей индивидуальности. Образование новых веществ (рабочего тела) или разложение веществ осуществляется в результате химической реакции. Для химического процесса характерно изменение числа и расположения атомов в молекуле реагирующих веществ. В ходе реакции разрушаются старые и возникают новые связи между атомами. В результате действия сил связей шэоисхо-дит выделение или поглощение энергии. Энергия, которая может проявляться только в результате химической реакции, называется химической энергией. Химическая энергия представляет собой часть внутренней энергии системы, рассматриваемой в момент химического превращения, ибо в запас внутренней энергии входит не только кинетическая и потенциальная энергия молекул, но и ншергия электронов, энергия, содержащаяся в атомных ядрах, лучистая энергия. Отличительным признаком химической реакции является изменение состава системы в результате перераспределения массы между реагирующими веществами в изолированной системе. Если же система не изолирована от окружающей среды, то свойства ее должны зависеть также от количества вещества, введенного в систему или выведенного из нее. Если, например, в калориметрическую бомбу поместить смесь из двух объемов водорода и одного объема кислорода (гремучий газ), то, несмотря на отсутствие теплообмена, происходит реакция с образованием водяного пара [c.191]

Термодинамические свойства металлических сплавов в настоящее время нельзя определить, исходя из параметров чистых компонентов. В случае непереходных металлов качественное описание энергетики взаимодействия компонентов для многих систем можно проводить на основе сопоставления их металлохимических характеристик электроотрицательностей, атомных объемов, валентностей [1]. Для сплавов с участием d-переходных металлов в большинстве случаев этого недостаточно. Необходимо, по-видимому, учитывать влияние недостроенных электронных оболочек — прежде всего изменение степени их застройки в процессе сплавообразования. [c.155]

Термодинамические свойства твердых растворов палладия с серебром [6] четко отражают эти особенности электронного строения избыточная интегральная свободная энергия сплавообразования имеет минимальное значение, а парциальные избыточные свободные энергии резко изменяют ход концентрационной зависимости вблизи состава, содержащего 60 ат. % серебра (рис. 1). [c.155]

Для сплавов второго типа, где не происходит заполнения З -полосы в процессесплавообразования, различная акцептирующая ее способность по отношению к валентным электронам второго компонента не должна сильно сказываться на термодинамических свойствах сплавов, и отмеченная для сплавов первого типа закономерность может и не проявляться. [c.159]

Рассмотрены некоторые закономерности изменения термодинамических свойств сплавов переходных металлов в связи с особенностями их электронной структуры. Отмечена валяная роль донорноакцепторного взаимодействия (заполнение недостроенных d-электронных оболочек атомов переходных элементов валентными электронами второго компонента) в формировании энергетических параметров снлавообразования. Табл. 1, рис. 4, библиогр. 31. [c.230]

Заметим в заключение, что простая картина двух зон, разделенных щелью Д = onst, возникает только в одноэлектронном приближении. Если учесть взаимодействие электронов, то в следующем приближении ширина щели становится функцией плотности п. Это существенно меняет термодинамические свойства полупроводника и в некоторых моделях (см. задачу к 80) может привести к захлопыванию щели и к возникновению фазового перехода в металлическое состояние. [c.287]

Термодинамические свойства пара лития при различных температурах и давлениях мольные доли одноатомного, двухатомного и электронного компонентов Xj , Xj, и х , молекулярный вес М, Q (кг м ), и с (кдж/кг град), i (кдж1кг), s (кдж кг град), скорость звука и (м1сек) и [c.88]

Термодинамические свойства пара цезия [28] мольные доля одноатомного, двухатомного и электронного компонентов и молекулярный вес Af, д кг м ср и Су (кдж/кг.град), i (кдж кг)у S кдж кг. град ), и (Mj ek) и показатель адиабаты [c.133]

Поэтому жидкие сплавы в этих системах могут вести себя таким же образом в отношении чистых компонентов если последние показывают аномальную структуру (например, Bi—Sb), тогда так же будут вести себя и сплавы, степень отклонения сплавов от поведения свободных электронов, например, должна быть подобной степени отклонения для чистых компонентов. Желательно прямое исследование этих систем кажется, невозможно получить много информации о структуре из физических измерений. Необходимо далее изучать их электронные свойства, чтобы установить достоверность существования аномалий удельного сопротивления при атомном отношении 2 1 или 1 2 и определить предел, до которого можно использовать модель свободных электронов, чтобы описать эти свойства. Размерный фактор может влиять на зависимость от состава некоторых электронных свойств, способствуя образованию составов сплавов с относительно эффективной или неэффективной упаковкой атомов и, следовательно, влияя на зависимость от состава величин g(r) и а(К). Этот эффект также следует распознавать при изучении дифракции и, возможно, оценивать при определении измерений плотности, вязкости или даже термодинамических свойств. Аномальная зависимость магнитной восприимчивости от состава в системе Fe—Со может быть ложной, как и отсутствие скачка в температурном коэффициенте удельного сопротивления в системе Bi—Sb. Явная простота этих систем побудила исследователей игнорировать их. С теоретической точки зрения с ними легче обращаться, чем с более сложными спла- [c.169]

Группы- фотовозбужденных электронов и дырок в кремнии и германии, наблюдаемые спектроскопическими и визуальными методами, обладают термодинамическими свойствами. близкими к свойствам атомных и молекулярных газов и жидкостей. [c.125]

Цель данной статьи состояла в том, Чтобы ввести неспециалистов в круг основных проблем и понятий, существующих в физике экситонного вещества в полупроводниках. Представленная здесь информация лишь в малой степени раскрывает проблематику обширной науки об экситонах, которой специалисты по физике твердого тела занимаются в течение нескольких по следних десятилетий. Я сконцентрировал свое внимание на проблеме макроскопического движения и термодинамических свойств экситонных фаз —экситонов, биэкситоиов и электрон-дырочной жидкости в кремнии и германии, исследуемых спектроскопически-ви-зуализационными, методами. В приведенной ниже литературе можно найти описание многих других экспериментальных методик, а также изложение истории данного вопроса. [c.152]

Очевидно, что очень сложные и дорогостоящие опыты с ядерны-ми взрывами целесообразно проводить для решения ключевых физических проблем. Наиболее яркой из таких проблем в последние годы стал вопрос о влиянии оболочечной электронной структуры атомов на термодинамические свойства плотных веществ [15]. Обо-лочечные эффекты проявляются в осциллирующем поведении термодинамических функций (например, ударных адиабат, изохор). Это, в свою очередь, может обусловливать существование областей [c.372]

Для оценки вероятности протекания процесса коррозии на основе работ Н. А. Измайлова, К. П. Мищенко, А. Ф. Капустинского и др. разработаны методы расчета термодинамических свойств процесса гидратации отдельных ионов. Теоретический расчет гидратации ионов развивается в двух направлениях. Одно из них основано на дальнейшем развитии теории Борна, второе является продолжением и уточнением метода Бернала и Фаулера, рассматривающих гидратацию как результат электростатического взаимодействтт ионов с молекулами растворителя. Количественные расчеты процессов гидратации по обоим направлениям пока не подтвердились полностью опытом. По Н. Е, Хомутову [36], теплота гидратации катионов находится в линейной зависимости от их теплосодержаний в газовой фазе. Характер этих зависимостей определяется структурой наружных электронных оболочек ионов. [c.19]

При высоких температурах любой газ представляет собой химически реагирующую смесь различных компонентов. Компонентами могут быть молекулы, атомы, ионы и электроны. В дальнейшем будут рассматри ваться лишь смеси, состоящие из атомов одного сорта и их различных ионов и электронов, т. е. смеси, представляющие собой плазму. Расчет термодинамических свойств таких смесей, как известно, состоит из расчета состава смеси и из последующего расчета ее термодинамических свойств по данным о составе смеси и термодинамическим свойствам компонентов. Для определения состава смеси необходимо решить систему уравнений для концентраций, включающую уравнения закона действующих масс для всех реакций, могущих идти в смеси, закона сохранения числа частиц и закона сохранения заряда. Для плазмы в общем случае эта система уравнений представляет собой систему трансцендентных уравнений. Однако, если пренебречь эффектами, связанными с кулоновским взаимодействием между ионами, электронами и нейтральными атол1ами, то система трансцендентных уравнений переходит в систему нелинейных алгебраических уравнений. При не очень высоких плотностях система нелинейных алгебраических уравнений мало отличается от системы трансцендентных уравнений, и, если от расчетов не требуется большой точности, пренебрежение эффектами, связанными с кулоновским взаимодействием, допустимо. При тех же условиях можно пренебречь влиянием кулоновских полей ионов и электронов и при расчетах термодинамических свойств плазмы. Оценку влияния кулоновского взаимодействия на термодинамические свойства ионизованных газов, на концентрации ионов и электронов и на уравнение состояния можно найти, например, в работах [1—5], [c.3]

В общем случае уклонения от идеальности являются следствием изменений энергетического спектра валентных д, - -я) электронов, спектра тепловых колебаний атомов и спинового состояния системы при образовании сплава из чистых компонентов, а также возникающих при этом упругих напряжений из-за размерного неосоответствия атомов исходных металлов. К сожалению, сейчас еще невозможно провести количественный расчет каждого из этих вкладов и тем самым решить задачу теоретического определения термодинамических параметро в сплава, прежде всего А2 и АН. Попытки распространить на сплавы переходных металлов некоторые модели, развитые для молекулярных растворов [1], физически мало оправданы, поскольку в них не учитываются глубокие изменения электронного строения при сплавообразовании. Полученные при этом выражения имеют характер интерполяционных (или экстраполяционных) формул [2]. Если в сплавах непереходных металлов энергия межатомного взаимодействия компонентов в значительной мере определяется перераспределением коллективизированных электронов в соответствии с разностью электроотрицательности компонентов [3], то для переходных металлов решающую роль играет наличие незаполненных -электронных уровней и их достройка в процессе сплавообразования, сопровождающаяся изменением энергии Ферми и плотности электронных состояний вблизи уровня Ферми. Изменения электронной структуры в результате заполнения -уровня переходного металла за счет в- или р-электронов второго компонента (т. е. донорно-акцепторного взаимодействия) отражаются па термодинамических свойствах, определяя значительные теплоты сплавообразования и отрицательные уклонения термодинамической активности компонентов от закона Рауля. Классическим примером являются сплавы Р(3 с Ад, Си и Аи [4] (рис. 1), для которых экстремальные значения АН наблюдаются при полном заполнении 4й-электронного уровня вблизи 40 ат. % Р(1, вблизи этого состава наблюдается также максимальное относительное изменение энергии Ферми системы [5]. [c.151]

Приведенный краткий обзор показывает, что даже интерпретация термодинамических свойств сплавов переходных металлов и тем более попытки предсказания этих свойств, хотя бы на полуэмпирической основе, требуют подробных сведений об изменениях электронного строения в процессе сплавообразования. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...