ChemStudy

Na

3s

В зоне столько уровней, сколько атомов объединилось в кристалле, на каждом уровне максимум 2 электрона. 100 атомов – 100 уровней, на которых может быть 200 электронов, а есть только 100 электронов, следовательно, для Na и других его аналогов, у которых содержится 1 электрон на валентном уровне, валентная зона на половину заполнена, а следовательно, внутри валентной зоны электрон может менять энергию, а значит участвовать в проводимости. Значит валентная зона одновременно является зоной проводимости и ширина запрещённой зоны для таких металлов = 0.

Mg

Содержит 100 атомов, следовательно, 100 уровней, может быть 200 электронов, есть 200, следовательно, 3s зона (ВЗ) полностью заполнена, 3p – зона проводимости ЗП получается из 3p подуровней. В случае с Mg ЗП накладывается на ВЗ, и поэтому электрону не требуется большой энергии для перехода в эту зону (ΔE = 0);

Al

ВЗ полностью заполнена и ΔE = 0.

1.4 Электропроводность и теплопроводность металлов

σ – электропроводность

σ = enu [Ом-1 см-1] 106 – 104

Электроны в металле благодаря ничтожной массе и размерам обладают значительной подвижностью. Обозначим эту подвижность через u [см2/(В с)]. Поэтому если к металлу приложить некоторую разность потенциалов, электроны начнут перемещаться от отрицательного полюса к положительному, тем самым создавая электрический ток. Удельная проводимость σ зависит от заряда электрона и концентрации носителей, которая у большинства металлов практически одинакова.

ρ = 1/ σ = RS/l; [Ом м]

ρ = h/(ke2n2/3)

где:

lср – длина свободного пробега электрона

k – постоянная Больцмана

n – концентрация

h – постоянная Планка

lср зависит от структуры металла. При одной и той же структуре она зависит от радиуса атомов

Чистые металлы, имеющие совершенную кристаллическую решетку, обладают наименьшим значением ρ. Дефекты кристаллической решетки увеличивают сопротивление вызывая рассеяние электронов.

ρ = ρчист+ρпримесей

При повышении температуры сопротивление увеличивается и причиной этого является интенсификация колебаний кристаллической решетки. Теплопроводность изменяется параллельно электропроводности.

1.5 Влияние различных факторов на удельную электропроводность.

КУСА , город (с 1943) в Российской Федерации, Челябинская обл., при впадении р. Куса в р. Ай. Железнодорожная станция. 22,6 тыс. жителей (1989). Заводы: машиностроительный, точных технических камней; художественное чугунное литье. Лесозаготовительная, деревообрабатывающая промышленность. Основан в 1778.

ВАЛЬЦЕВАНИЕ (вальцовка) , деформирование в ковочных вальцах заготовок из металла, резиновых смесей, пластмасс. С помощью вальцевания получают готовые детали, точные заготовки для штамповки и др.

ХАЙХЭ , река на востоке Китая, образует нижнюю часть течения системы рек Байхэ, Юндинхэ и Вэйхэ, между г. Тяньцзинь и зал. Бохайвань Желтого м. 102 км, площадь бассейна 280 тыс. км2. Средний расход воды ок. 650 м3/с. Судоходство.