Электронное строение металлов, изоляторов и полупроводников

Особенностью металлического состояния веществ является высокое значение электропроводности и теплопроводности. С точки зрения теории строения атома эти свойства проявляют элементы, об­ладающие небольшим числом валентных электронов и большим числом незаполненных орбиталей на внешнем электронном слое.

В типичной кристаллической решетке металла каждый атом окружен восемью  или двенадцатью соседними атомами.

Таким образом, валентные электроны одного атома (их мало) участвуют в образовании химической связи с большим числом других   атомов (8 или 12), каждый из которых, в свою очередь, входит в со­став соседней группы с этим же числом атомов. В данных условиях  валентные электроны одновременно находятся на всех доступных орбиталях соседних атомов, обеспечивая связь между ними, т.е. они не­локализованы. Такую нелокализованную химическую связь в металлических кристаллах называют МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ.

Объяснить металлическую связь можно следующим образом: если, например, взаимодействуют два  атома металла, то происходит перекрывание внешних электронных орбиталей этих атомов (по аналогии с образованием химической связи в мо­лекулах).  При  взаимодействии  двух  атомных  орбиталей происходит  расщепление каждого энергетического уровня на два. В случае взаи­модействия четырех атомов расщепление происходит на четыре уров­ня. При одновременном взаимодействии N микрочастиц образуется  N «молекулярных орбиталей».  Величина N в кристаллах металлов может достигать огромных значений, сравнимых с числом Авогадро (1023).  Полученные «молекулярные орбитали»  близки по энергии и образуют  непрерывную последовательность (рис. 1.2.). Таким образом, если атомы удалены друг от друга на беско­нечно большое расстояние, то их уровни представляют собой энергетические уровни отдельных атомов. При сближении атомов их орби­тали взаимодействуют, каждый энергетический уровень расщепляется в полосу, ширина которой возрастает по мере сближения атомов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector