При розподілі електронів за квантовими осередкам слід керуватися
тися принципом Паулі: в атомі не може бути двох електронів з однаковим
набором значень всіх квантових чисел, т. е. атомна орбіталь не може міс-
жати більше двох електронів, причому їх спінові моменти повинні бути проти-
воположнимі
↑ ↓
Система позначень в загальному вигляді виглядає так:
де п - головне, # 8467; - орбітальне квантові числа; х - кількість електронів,
знаходяться в даному квантовому стані. Наприклад, запис 4d3 може бути
витлумачена наступним чином: три електрона займають четвертий енергетіче-
ський рівень, d- підрівень.
Характер забудови енергетичних підрівнів визначає приналежність
елемента до тієї чи іншої електронного сімейства.
В s-елементах відбувається забудова зовнішнього s-підрівня, наприклад,
11 Na 1s2 2s2 2p6 3s1
В р-елементах відбувається забудова зовнішнього р-підрівні, наприклад,
До s- і p- родин відносяться елементи головних підгруп періодичної таблі-
ци Д. І. Менделєєва.
У d-елементах відбувається забудова d-підрівні передостаннього рівня,
наприклад,
2 2 6 2 6 2 2
22Ti 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s.
До d-сімейства ставляться елементи побічних підгруп. Валентними у цього се-
мейства є s-електрони останнього енергетичного рівня і d-електрони
передостаннього рівня.
В f-елементах відбувається забудова f-підрівні третього зовнішнього рівня,
наприклад,
58Се 1s22s22p63s23p63d l04s24p64d l04f l5s25p65d16s2.
Представниками f-електронного сімейства є лантаноїди і актиноїди.
Квантове число може приймати два значення: Тому в станах з даними значенням можуть знаходитися в атомі не більше електронів:
Основи зонної теорії
Згідно постулатам Бора, в ізольованому атомі енергія електрона може приймати строго дискретні значення (також кажуть, що електрон знаходиться на одній з орбіталей).
У разі декількох атомів, об'єднаних хімічним зв'язком (наприклад, в молекулі), електронні орбіталі розщеплюються в кількості, пропорційній кількості атомів, утворюючи так звані молекулярні орбіталі. При подальшому збільшенні системи до макроскопічного кристала (число атомів більше 10 20), кількість орбіталей стає дуже великим, а різниця енергій електронів, що знаходяться на сусідніх орбиталях, відповідно дуже маленькою, енергетичні рівні розщеплюються до практично безперервних дискретних наборів - енергетичних зон. Найвища з дозволених енергетичних зон в напівпровідниках і діелектриках, в якій при температурі 0 До всі енергетичні стану зайняті електронами, називається валентної зоною, наступна за нею - зоною провідності. В металах зоною провідності називається найвища дозволена зона, в якій знаходяться електрони при температурі 0 К.
В основі зонної теорії лежать наступні головні наближення [1]:
1. Тверде тіло являє собою ідеально періодичний кристал.
2. Рівноважні положення вузлів кристалічної решітки фіксовані, тобто ядра атомів вважаються нерухомими (адіабатичне наближення). Малі коливання атомів навколо рівноважних положень, які можуть бути описані какфонони, вводяться згодом як обурення електронного енергетичного спектра.
3. Багатоелектронні завдання зводиться до одноелектронної: вплив на даний електрон всіх інших описується деяким усередненим періодичним полем.
Ряд явищ, по суті багатоелектронних, таких, як феромагнетизм, надпровідність, і таких, де грають роль екситон, не може бути послідовно розглянуто в рамках зонної теорії. Разом з тим, при більш загальному підході до побудови теорії твердого тіла виявилося, що багато результати зонної теорії ширше її вихідних передумов.
Фотопроводимость - явище зміни електропровідності речовини при поглинанні електромагнітного випромінювання, такого як видиме, інфрачервоне, ультрафіолетове або рентгенівське випромінювання.
Фотопроводимость властива напівпровідників. Електропровідність напівпровідників обмежена браком носіїв заряду. При поглинанні фотона електрон переходить з валентної зони в зону провідності. Як наслідок утворюється пара носіїв заряду: електрон в зоні провідності і дірка в валентної зоні. Обидва носія заряду при додатку до напівпровідника напруги створюють електричний струм.
При порушенні фотопровідності у власному напівпровіднику енергія фотона повинна перевищувати ширину забороненої зони. У напівпровідниках з домішками поглинання фотона може супроводжуватися переходом з розташованого в забороненій зоні рівня, що дозволяє збільшити довжину хвилі світла, який викликає фотопровідність. Ця обставина важливо для детектування інфрачервоного випромінювання. Умовою високої фотопровідності є також большойпоказатель поглинання світла, який реалізується в прямозоні напівпровідниках
37) Будова ядра і радіоактивність
Атомне ядро - центральна частина атома, в якій зосереджена основна його маса (понад 99,9%). Ядро заряджена позитивно, заряд ядра визначає хімічний елемент, до якого відносять атом. Розміри ядер різних атомів становлять кілька фемтометрів, що більш ніж в 10 тисяч разів менше розмірів самого атома.
олічество протонів в ядрі називається його зарядовим числом - це число дорівнює порядковому номеру елемента, до якого належить атом, в таблиці (періодичної системи елементів) Менделєєва. Кількість протонів в ядрі визначає структуру електронної оболонки нейтрального атома і, таким чином, хімічні властивості відповідного елемента. Кількість нейтронів в ядрі називається його ізотопічним числом. Ядра з однаковим числом протонів і різним числом нейтронів називаються ізотопами. Ядра з однаковим числом нейтронів, але різним числом протонів - називаються Ізотон. Терміни ізотоп і Ізотон використовуються також стосовно атомам, що містить зазначені ядра, а також для характеристики нехімічних різновидів одного хімічного елемента. Загальна кількість нуклонів в ядрі називається його масовим числом () і приблизно дорівнює середній масі атома, зазначеної в таблиці Менделєєва. Нукліди з однаковим масовим числом, але різним протон-нейтронним складом прийнято називати изобарами.
Радіоактивний розпад (від лат. Radius «промінь» і # 257; ct # 299; vus «дієвий») - спонтанна зміна складу (заряду Z. масового числа A) або внутрішньої будови нестабільних атомних ядер шляхом іспусканіяелементарних частинок, гамма-квантів і / або ядерних фрагментів [1]. Процес радіоактивного розпаду також називають радіоактивністю. а відповідні ядра (нукліди, ізотопи і хімічні елементи) радіоактивними. Радіоактивними називають також речовини, що містять радіоактивні ядра.