Чому кристалічної структурі елемента таким
грати, але не інший?
Реферат
Геннадія Філіпенко
Гродно
1996
"Чому кристалічної структурі елемента таким
грати, але не інший? Скільки електрони перебувають у зоні провідності з
одного атома грати? "
Анотація
літературі взагалі описує металеву зв'язок як
, Утворений шляхом взаємних зв'язків між атомами зовнішні електрони і
Чи не володіють властивістю спрямованості. Проте, були зроблені спроби до
пояснити, спрямованої металевої зв'язку, в якості конкретного кристалу металевого lattice.Why
Кристалічна структура цього елемента такий грати, але не інший, наскільки
електрони перебувають у зоні провідності з одним атомом грати?
Цей документ свідчить про те, що металева зв'язок у
щільна упаковка (об'ємно-центрованої і гранецентрованої) між централізованим
вибраним атомом та його сусідами загалом це, ймовірно, здійснюватися на 9 (дев'ять)
Облігації спрямованості, на відміну від числа сусідів, що дорівнює 12
(дванадцяти) (координаційне число).
Ймовірно, 3 (три) "іноземний" атоми
Справжній координаційного числа 12 stereometrically, а не з тієї причини,
боргових зобов'язань. Ця проблема повинна бути вирішена експериментально.
Вступ
В даний час це неможливо, тому що в загальному випадку, для
отримати за допомогою квантово-механічних розрахунків кристалічну структуру
Метал щодо електронної структурі атома. Тим не менше, і Hanzhorn
Деллинджера вказав можливий зв'язок між наявністю кубічної
об'ємно-центрованої грати в підгрупах титану, ванадію, хрому і
Наявність у цих металів валентних D-орбіталей. Легко помітити, що
чотири гібридні орбіталі спрямовані по чотирьох фізичної діагоналі куба
і пристосований до прив'язки кожного атома до восьми сусідів
кубічної об'ємно-центрованої гратами, що залишилися орбіталі направлені до
край центри елементом клітини і, можливо, бере участь у зв'язуванні
атома на своїй шостий другу сусідами/3/p. 99.
Давайте спробуємо розглянути відносини між зовнішнім
електрони атома даного елемента і структура його кристалічній решітці,
облік необхідності спрямованості зв'язків (хімія) і наявність вільних місць
комбінованого електронів (фізика), відповідальних за гальванічних і магнітного
властивостей.
Згідно/1/p. 20, число Z-електрони
conductivitiy зоні було отримано авторами, імовірно, на
основи валентність до металу кисень, водень і піддаються
сумніву, тому що експериментальні дані залі і рівномірного модуля стиснення
близькі до теоретичних значень тільки для лужних металів. Том-центр
решітка, Z = 1 не викликає сумнівів. Координаційне число дорівнює 8.
зовнішні електрони остаточний оболонки або subcoats
атомів металу в зону провідності формі.
Число електронів в зону провідності ефект Холла постійна,
рівномірна ступінь стиснення і т.д.
Давайте побудуємо модель
Метал - елемент, так що зовнішні електрони останній шар або підшару атомний
ядра, що залишилися після заповнення зони провідності, якось вплинули План
кристалічні структури (наприклад, для теле-центрі грати - 8 'валентність'
електрони, а також для об'ємно-центрованої і гранецентрованої грати - 12 або 9).
груба, якісне вимірювання числа електронів
У зону провідності МЕТАЛУ - ЕЛЕМЕНТА. ПОЯСНЕННЯ фактори, що впливають
ОСВІТА ТИПУ монокристалічних MATRIX і знак постійної Холла.
(алгоритм побудови моделі)
Вимірювання поля Холла дозволяють нам
визначити знак носіїв заряду в зону провідності. Один з
чудових особливостей ефекту Холла, однак, що в деяких металів
Хол позитивно, і, таким чином перевізники в них повинна, напевно,
заряд, протилежний заряд електрона/1 /. При кімнатній температурі це справедливо
відноситься до наступних: ванадій, хром, марганець, залізо, кобальт, цинк,
цирконій, ніобій, молібден, рутеній, родій, кадмій, церій,
празеодім, неодіма, Ітербій, гафнію, танталу, вольфраму, ренію,
іридій, талій, свинець/2 /. Вирішення цієї загадки повинна бути надана по
повне квантово - механічної теорії твердого тіла.
Грубо кажучи, з використанням бази випадках Борна --
Кармана, розглянемо дуже спрощений випадок одномірної провідності
групу. Варіант перший: тонка трубка закрита повністю заповнена електронами
, Крім одного. Діаметр електрона приблизно дорівнює діаметру труби.
Що таке заповнення області на місцевому рух електронів протилежних
спостерігається рух "сайт" електрона, яких не було в трубі, тобто
Рухи неприєднаних країн, негативно візування. Другий варіант: є один електрон
трубка - рух тільки одного заряду можливо, - що електрон з
негативний заряд. Ці два протилежних варіанти показують, що візування
перевізниками, визначається залежно від коефіцієнта Холла, в деякій мірі, повинна
залежати від наповнення зони провідності електронами. Малюнок 1.
+ Q
-Q
а) б)
Малюнок 1. Схематичне зображення зони провідності
Група з двох різних металів. (масштаб не спостерігається).
) - перший варіант;
B) - другий варіант.
порядок руху електронів буде також впливати
За структурою зони провідності, а також від температури,
домішок і дефектів. Магнітна квазічастинка, Магнон, вплине
на магнітних матеріалів.
Оскільки наші міркування грубо, ми будемо і далі приймати
до уваги тільки заповнення електронами зони провідності. Давайте заповнимо
зони провідності з електронами таким чином, що зовнішні електрони
атомного ядра впливає на формування кристалічної решітки. Давайте припустимо, що
після заповнення зони провідності, число зовнішніх електронів на
остання оболонка атомного ядра дорівнює числу сусідні
атомів (координаційне число) (5).
координаційне число для об'ємно-центрованої і
гранецентрованої щільній упаковці становлять 12 і 18, тоді як для
теле-центрованої гратами 8 і 14 (3).
нижче таблиця заповнюється відповідно до
вище суджень.
елемент
RH.
1010
(кубічні
м/K)
Z
(число)
Z
Kernel
(число)
Решітка
Тип
натрію
Na
-2,30
1
8
теле-центру
Магній
Mg
-0,90
1
9
тому-центр
Алюмінієвий
Або
AL
-0,38
2
9
гранецентрованої
Алюмінієві
AL
-0,38
1
12
гранецентрованої
калію
K
-4,20
1
8
теле-центру
кальцію
CA
-1,78
1
9
гранецентрованої
Calciom
CA
Т = 737K
2
8
теле-центру
скандію
Або
SC
-0,67
2
9
тому-центр
скандію
SC
-0,67
1
18
тому-центр
титану
Ti
-2,40
1
9
тому-центр
титану
Ti
-2,40
3
9
тому-центр
титану
Ti
T = 1158K
4
8
теле-центру
Ванадій
V
0,76
5
8
теле-центру
хром
Cr
3,63
6
8
теле-центру
Iron
або
Fe
8,00
8
8
теле-центру
Залізний
Fe
8,00
2
14
теле-центру
Iron
або
Fe
Т = 1189K
7
9
гранецентрованої
Залізний
Fe
Т = 1189K
4
12
гранецентрованої
Кобальт
або
Co
3,60
8
9
тому-центр
Кобальт
Co
3,60
5
12
тому-центр
нікель
Ni
-0,60
1
9
гранецентрованої
мідь
або
Cu
-0,52
1
18
гранецентрованої
мідь
Cu
-0,52
2
9
гранецентрованої
Цинк
або
Zn
0,90
2
18
тому-центр
Цинк
Zn
0,90
3
9
тому-центр
Рубідій
Rb
-5,90
1
8
теле-центру
Itrium
Y
-1,25
2
9
тому-центр
Цирконій
або
Zr
0,21
3
9
тому-центр
Цирконій
Zr
Т = 1135К
4
8
теле-центру
ніобію
Nb
0,72
5
8
теле-центру
молібдену
Mo
1,91
6
8
теле-центру
рутеній
Ru
22
7
9
тому-центр
родію
Або
RH
0,48
5
12
гранецентрованої
родію
RH
0,48
8
9
гранецентрованої
паладій
Pd
-6,80
1
9
гранецентрованої
срібло
або
Ag
-0,90
1
18
гранецентрованої
срібло
Ag
-0,90
2
9
гранецентрованої
Кадмій
або
CD
0,67
2
18
тому-центр
кадмій
CD
0,67
3
9
тому-центр
Цезій
Cs
-7,80
1
8
теле-центру
лантану
La
-0,80
2
9
тому-центр
Церій
або
Ce
1,92
3
9
гранецентрованої
Церій
Ce
1,92
1
9
гранецентрованої
Празеодімій
або
PR
0,71
4
9
тому-центр
Празеодімій
PR
0,71
1
9
тому-центр
Неодим
або
ND
0,97
5
9
тому-центр
неодімовим
ND
0,97
1
9
тому-центр
Гадоліній
або
Б
-0,95
2
9
тому-центр
Гадоліній
Б
T = 1533K
3
8
теле-центру
Тербій
або
Tb
-4,30
1
9
тому-центр
Тербій
Tb
Т = 1560К
2
8
теле-центру
Диспрозій
Dy
-2,70
1
9
тому-центр
Диспрозій
Dy
Т = 1657К
2
8
теле-центру
Ербія
Er
-0341
1
9
тому-центр
Тулій
Ту
-1,80
1
9
тому-центр
Ітербій
або
Yb
3,77
3
9
гранецентрованої
Ітербій
Yb
3,77
1
9
гранецентрованої
лютеціевих
Лу
-0535
2
9
тому-центр
гафнію
Hf
0,43
3
9
тому-центр
гафнію
Hf
Т = 2050К
4
8
теле-центру
Тантал
Ta
0,98
5
8
теле-центру
Вольфрам
W
0856
6
8
теле-центру
Реній
Re
3,15
6
9
тому-центр
Осмій
ОС
<0
4
12
Обсяг
центру
Ірідіум "
Ir
3,18
5
12
гранецентрованої
Platinum
Pt
-0194
1
9
гранецентрованої
Золото
або
AU
-0,69
1
18
гранецентрованої
Gold
AU
-0,69
2
9
гранецентрованої
Талій
або
TL
0,24
3
18
тому-центр
талію
TL
0,24
4
9
тому-центр
Організатор
Pb
0,09
4
18
гранецентрованої
Організатор
Pb
0,09
5
9
гранецентрованої
Де Rh постійна (Хол залу коефіцієнта)
Z це передбачалося числа електронів випустили по одному
Атом для зони провідності.
Z ядро числа зовнішніх електронів в
атомного ядра на останній оболонки.
гратами типу тип металу кристал
структури при кімнатній температурі, а в деяких випадках, при фазовому переході
температури (1).
Висновки
Незважаючи на грубі міркування таблиці показує, що
більше число електронів, дає атом елемента
зона провідності, тим більше позитивних є постійної Холла. Навпаки
Зал постійної негативна для елементів, які випустили одну або дві
електронів в зону провідності, яка не суперечить висновкам
з Payerls. Відносини також бачили між електронами провідності (Z)
і валентних електронів (Z ядро), що передбачають кристалічна структура.
фазового переходу елемента з однієї решітки
з іншого, можна пояснити передачею одного з зовнішніх електронів з
атомного ядра в зону провідності металевих або її повернення з
зони провідності на зовнішню оболонку ядра під впливом зовнішніх
фактори (тиск, температура).
Ми намагалися розгадати загадку, але замість цього ми
отримав нове головоломка, яка забезпечує гарне пояснення
фізико-хімічних властивостей елементів. Це є "координація номер"
9 (дев'ять) для гранецентрованої і об'ємно-центрованої гратами.
Це частий числі 9 в таблиці
припускає, що щільної упаковки були вивчені недостатньо.
Використання методу зворотного читання з експериментальних
Значення для рівномірного стиснення в напрямку теоретичних розрахунків і
формул Arkshoft і Мермін (1) для визначення значення Z, ми можемо перевірити його
добре узгоджується з даними, перерахованими в таблиці 1.
металевої зв'язку, як видається, пов'язані як з громадським
електронів і "валентність" Ones - електронів атомного ядра.
Список літератури
Фізика твердого тіла. N.W. Ешкрофт, Н. Д. Мерміна.
Cornell University, 1975
характеристик елементів. Г.В. Самсонов. Москва,
1976
Grundz
