Полуметаллы структура

Электропроводность и теплопроводность. Высокая электропроводность является одним из характерных свойств металлов (табл. 3.11). Большинство металлов имеет величину удельного сопротивления порядка (5—10)-10 Ом-см. Как правило, большое влияние на сопротивление оказывают примеси. Однако в настоящее время способы получения чистых металлов хорошо разработаны, поэтому можно думать, что в табл. 3.11 представлены достоверные величины, относящиеся к чистым металлам. Из всей периодической системы выделяются металлы подгруппы 1Б, имеющие самые низкие величины сопротивления, затем следуют А1, Са, Ыа, Мд, Т1. В пятом периоде н далее для непереходных элементов характерны высокие значения сопротивления, однако для переходных это не является правилом. Большим сопротивлением обладают висмут и поло-ннй, называемые полуметаллами , а из числа переходных элементов — лантан, цирконий, гафний. Однако в целом перечисленные различия в свойствах не удается связать определенной закономерностью ни с положением в периодической системе, ни со структурой металлов. [c.130]

ЛАВЕСА фазы (по имени швейцарского ученого Ф. Лавеса) — фазы, представляющие собой интерметаллические соединения, образованные двумя или бо.чее метал.пами (иногда с участием полуметаллов). Обладают родственными между собой структурами типов [c.674]

Рис. 9.8. Зонная структура для а — диэлектрика или полупроводника б — металла в — металла с перекрытием зон, полуметалла. Заштрихованы области занятых электронных состояний

Схема зонной структуры твердых тел и заполнения зон электронами. а — диэлектрик, б — металл, в — полупроводник, г — полуметалл В — валентная зона, П — зона проводимости [c.136]

Отечественными и зарубежными исследователями была изучена структура расплавов почти всех металлов, полуметаллов и неметаллических соединений. Анализ полученных данных приводит к выводу, что по характеру ближней упорядоченности атомов расплавы этих веществ можно разделить на три основные группы. Первую составляют типичные металлы, ко второй относят висмут, галлий, германий, кремний, сурьму и другие элементы с рыхлой упаковкой к третьей группе принадлежат селен и теллур. [c.176]

Структуры неметаллов и полуметаллов [c.100]

Во всех перечисленных случаях между соседними атомами существуют локализованные гомеополярные связи. Поэтому максимальное количество соседей у одного атома равно числу его валентных электронов (см. структуру алмаза). Если число валентных электронов меньше четырех, они не способны к образованию локализованных связей. Стремление к проявлению. высоких координационных чисел характерно для структур металлов. Как видно из табл. В.ЗЗ, граница между металлами с высокими координационными числами и полуметаллами с низкими координационными числами проходит через клетку олово . На примере двух его форм ( серого и белого ) мож-1Н0 проследить переход от неметаллических к металлическим структурам. В то время как серое олово кристаллизуется в решетке алмаза (к.ч. = 4), структуру белой модификации можно рассматривать как тетрагонально искаженную алмазную к. ч. возрастает до 6 (приближается к металлическому состоянию ). С дрз гой стороны, 5р -гибридизация, свойственная структуре серого олова, сохраняется даже при значительной деформации (тенденция к проявлению направленных связей, свойственная структурам неметаллов). Результаты ряда исследований влияния температуры на структуру полуметаллов позволяют наметить следующую картину [c.578]

Таким образом, в зависимости от характера заполнения энергетических зон кристалла электронами атомная решетка может принадлежать металлам, полуметаллам, полупроводникам или диэлектрикам. Мы видим также, что принадлежность к тому или иному классу веществ определяется не только строением атома, но и кристаллической структурой вещества. Ярким примером может служить олово, существующее в двух аллотропных модификациях серое со структурой алмаза — полупроводник и белое с тетрагональной кристаллической решеткой — металл. Точно так же воздействие внешних условий может оказать существенное влияние например неметалл фосфор при давлениях выше 40 тыс. атмосфер становится металлом. [c.138]

Для элементов, стоящих ниже диагональной границы (ЗЬ, В1, Те, Ро), сохраняем старый термин — полуметаллы . Если их структуры не подчиняются правилу Юм-]Розери, то > 8 — N. Соединения этих элементов друг с другом не составляют особой области соединений, так как по своим свойствам они приближаются то к первой, то ко второй, то к третьей группам более типичных соединений. Рассматривать соединения полуме-таллических элементов, так же как и элементов, через которые проходят границы , удобнее отдельно, после того как рассмотрены области типичных соединений. Для структуры бора, находящегося на самой диагональной границе, 8 — N. [c.278]

В этом отношении исключение составляют монооксиды титана и ванадия ТЮ и УО [31]. В этих необычных соединениях обе подрешетки — катионная и анионная — содержат одновременно очень высокие концентрации вакансий [в сумме около 30% (ат.) даже при стехиометрическом составе]. Причина такой аномалии заключается в специфической электронной структуре этих материалов. Ионы титана и ванадия в кристаллической решетке этих оксидов имеют сильно перекрывающиеся -орбитали, благодаря чему они связаны между собой значительной металлической связью. Поэтому обсуждаемые соединения часто называют полуметаллами. Металлическая связь приводит к сильному экранированию эффективных зарядов вакансий и, следовательно, к ослаблению их электростатического взаимодействия. Поэтому вакансии в ТЮ и УО в значительной мере проявляют себя как слабо взаимодействующие точечные дефекты, хаотически распределенные по узлам обеих подрешеток. [c.48]

Изменение энтропии при плавлении AS показывает степень перестройки структуры при переходе из твердого состояния в жидкое. Энтропия плавления определяет изменение степени упорядоченности в системе при плавлении, обусловленное изменениями структуры (в ближнем или дальнем порядках) и характера химической связи. Металлы, структуры которых претерпевают при плавлении незначительные изменения, характеризуются небольшими энтропиями плавления ( 2 э. е). Полупроводники отличаются большими значениями AS (6—7 э. е), а полуметаллы (Sb, Bi и др.) занимают промежуточное положение. Данный подход для оценки изменений структуры при плавлении можно применить и к полупроводниковым соединениям. Однако при этом положение несколько осложняется рядом еще невыясненных закономерностей, определяемых сложностью состава, а также отсутствием надежных термодинамических данных. [c.269]

Электропроводность пропорциональна произведению концентрации носителей тока на их подвижность. Изменение структуры при плавлении существенно сказывается на этих параметрах. В частности, плавление металлических тел сопровождается относительно небольшим скачком электропроводности, что связано с незначительными структурными изменениями при этом превращении. Абсолютная величина и знак этого скачка для металлов различны. Для типичных металлов характерно уменьшение электропроводности, для полуметаллов — ее рост при плавлении. [c.270]

Некоторые элементы, расположенные в периодической таблице между неметаллами и металлами, например В, 51, Ое, Аз, 5Ь, 5е и Те, имеют характерный металлический блеск, однако их кристаллические структуры отличаются от структуры металлов (полуметаллы). Все они являются полупроводниками. Электропроводность этих металлов обусловлена подвижностью некоторых из их электронов (стр. 528). [c.576]

В двухвалентных металлах (Be, Mg, Са, Sr, Ва), принадлежащих II группе, картина более сложная. В простой модели эти вещества должны быть диэлектриками, однако они проводят ток, хотя их сопротивление значительно больще, чем у одновалентных металлов. Расчеты зонной структуры для этих металлов показали, что в них существует перекрытие различных энергетических зон, схематически показанное на рис. 9.8е. При этом оказывается не полностью заполненной нижняя зона и частично заполняется следующая за ней по энергии зона. Если перекрытие зон мало, говорят о случае полуметалла. [c.243]

Структура аморфных высокополимерных форм полуметаллов [c.52]

Элементы с некомпактной упаковкой атомов в твердом состоянии. Совсем иной характер изменения ближнего порядка при плавлении и дальнейшем нагревании наблюдается в случае металлов, полуметаллов и неметаллических элементов с ковалентными или частично ковалентными связями (5п, В1, Ое, Оа, 5Ь, 81 и др.). Изучение их структуры проводилось рядом отечественных и зарубежных исследователей, в частности В. И. Даниловым и А. И. Даниловой (для В1), А. Ф. Скрышевским (для 8п), Я. И. Дутчаком (для Оа, 8Ь), А. В. Романовой (для В1, Оа, 5п), Н. А. Ватолиным (для 81), П. Аскарели (для Оа). Характерным для данной группы элементов является наличие побоч- [c.181]

НЫ, вследствие ограниченного чнсла реально существующих анпонов (см. табл. 7.1) очевидно, что к преимущественно ионным бинарным соединениям можно отнести только многочисленные соединения металлов с кислородом нли фтором, сульфиды и т. п. наиболее электроположительных элемеитов груии 1А, ИА и П1А, остальные моногалогениды этих металлов, а также серебра и таллия, галогениды МХг илн МХд других металлов, обведенных сплошными линиями в табл. 7.1. Очевидно, что вне этого перечня остаются больщие группы соединений (среди них даже бинарные), которые также должны быть учтены в любом достаточно детальном обзоре химических связей в неорганических соединениях. Следует признать, что удовлетворительное и общепринятое описание связей для многих из этнх групп не разработано. В соединениях этих металлов с более электроотрицательными неметаллами связи имеют, вероятно, промежуточный характер между ионными и ковалентными, но при переходе к элементам подгрупп Б более вы-ражениыс металлические свойства полуметаллов свидетельствуют о наличии в их соединениях связей, по характеру промежуточных между ковалентной и металлической. Возникают значительные проблемы ири описании связей даже в структурах самих свободных элементов этих подгрупп. [c.339]

В дапио1 главе в основном рассмотрены кристаллические структуры оксидов металлов, так как почти все они находятся л твердом состоянии при обычных температурах. При этом так-/ке упомянуты некоторые низшие оксиды, но исключены из рассмотрения пероксиды, надпероксиды и озонаты, так как такие соединения со связью О—О обсуждались в гл, И. Структуры оксидов металлов, в обычных условиях находящихся в жидком и газообразном состояниях, мало изучены сведения о нескольких оксидах металлов в газовой фазе включены в табл. 12.1. Структуры оксидов полуметаллов и элементов Б-подгрупп описаны в других главах. [c.236]

N282 выше —80°С (например, в течение 72 ч при 3°С) полимеризуется и дает сине-черное твердое вещество (N8) (плотность 2,30 г-СМ" ), которое с течением времени окрашивается в золотистый цвет. Структура этого соединения построена из ассоциатов линейных молекул, которые выстраиваются в стопку с кажущимся радиусом 1,5 А (рис. 5.3, з). При обычной температуре сопротивление этого вещества составляет 570-10- Ом-см, что является промежуточным значением, характерным для так называемых полуметаллов В1 и Те (табл. 3.11), причем электропроводность имеет металлический характер-Критическая температура появления сверхпроводимости для этого вещества низка (Тк 0,25К). Такие соединения привлекли к себе внимание необычными физическими свойствами, и их назвали одномерными металлами, в которых электронами проводимости являются делокализованные п-электроны цепи N8. В двумерных металлах типа графита л-электроны двигаются свободно в плоскости слоев, но в перпендикулярном направлении сопротивление велико, а в одномерных металлах этого не происходит. [c.276]

Условия для существования примесных центров могут быть созданы различными способами, (а) Замещение атома основной решетки на элемент с нормально большей валентностью вызывает появление избыточного положительного заряда и связанного с ним электрона. Наиболее ярким примером примесей этого типа являются примеси в германии и кремнии. В ряду углерод, кремний и германий образуются ковалентные структуры с алмазной решеткой. Тепловое воздействие посредством фононного механизма может вызывать появление собственной проводимости в этих веществах. Однако если элемент с валентностью, которая нормально больше четырех, замещает атом в такой решетке, то плотность его электронного облака будет стремиться принять тетрагональное распределение, характерное для алмазной решетки. Чтобы была достигнута такая форма распределения электронного облака, элемент образует частично ионные связи, причем получается однократно заряженный ион совместно с квазисвободным электроном, расположенным около атома примеси. Энергия связи этого электрона меньше энергии связи в вакууме в К раз, где К — диэлектрическая постоянная среды. Следовательно, такие дефекты в основном ионизированы. Это характерно для полупроводников п-типа. (б) Замещение атома в решетке полуметалла на элемент с валентностью, нормально более низкой, производит эффект, обратный только что рассмотренному. Для того чтобы распределение электронного облака было близким к тетрагональному, элемент должен приобрести добавочный электрон, который он получает из кристаллической решетки вблизи от своего местоположения. В результате образуется положительная дырка, локализованная около атома примеси. Как и ранее, энергия связи положительных дырок станет меньше в К раз и, следовательно, дырки будут в основном ионизированы. Это типично для примесных дырочных полупроводников, (в) Вакансии в решетке и атомы или ионы в междуузлиях. Так как дефекты решетки подробно рассматриваются в другой главе этой книги (гл. 2), мы остановимся только на отдельных моментах. [c.171]

К гомоцепным полимерам относятся главным образом элементы, расположенные в 3, 4, 5 и 6 группах периодической системы Д. И. Менделеева. Рихтером и Штебом получены элек-тронограммы ряда аморфных и расплавленных элементов. Методом фурье-анализа электронограмм показано, что большой порядок аморфных 51, Ое, Аз, Л и других элементов характеризуется структурой, аналогичной их структуре в твердом состоянии. Связи между атомами в этих элементах характеризуются преимущественно как ковалентные, а в галлии и висмуте преимущественно как ионные. С большей точностью (чем ранее) определены температуры плавления германия и кремния, равные 934 Г С для Ое и 1410 1° С для 51 На основании рассмотренных структур неметаллов, полуметаллов и их соединений сделан вывод о том, что характерная для легких элементов тетраэдрическая конфигурация меняется при переходе к более тяжелым элементам на правильную или искаженную октаэдрическую конфигурацию это объясняется стремлением валентных электронов более тяжелых атомов находиться в р-состояниях, причем они образуют две тройки делокализованных связей в перпендикулярных направлениях [c.583]

Интересным примером группы изоструктивпых фаз с сильно изменяющимся характером межатомного взаимодействия являются фазы со структурой типа арсенида никеля. Эти фазы образуются, как правило, в системах, где одним из компонентов является переходный элемент с недостроенной -оболочкой, а другим — элемент главной подгруппы IV—VI групп периодической системы ( полуметаллы , халькогены). Недостроенность -оболочки атомов переходных элементов обусловливает переменную валентность этих элементов, что, в свою очередь, создает предпосылки для существования широких областей гомогенности промежуточных фаз. [c.118]

Анализ таблшцэ показывает, что в случае металлов структура при плавлении изменяется незначительно, за исключением металлов, имеющих молекулярную или ковалентную структуру (Ga, Sb, Bi). При плавлении полуметаллов направленные связи разрушаются и структура расплава приобретает черты металлической решетки. Наконец, структура неметаллов при плавлении практически не меняется, но при перегреве у них обнаруживается металлическая проводимость. [c.155]

Использование метода молекулярных орбиталей для интерпретации тонкой структуры рентгеновских спектров некоторых полупроводников. Цветков В. П., Савченко Н. Д., Калениченко А. В. Химическая связь в кристаллах полупроводников и полуметаллов , 1973 г., 45—55. [c.273]

Кристаллы алмаза и графита имеют одинаковый химический состав и разное кристаллическое строение, что, в свою очередь, приводит к различию в свойствах алмаз — полупроводник (с довольно широкой запрещенной зоной), высокотвердый материал графит — полуметалл с высокой электропроводностью, его слоистая структура является причиной относительно невысокой твердости. [c.224]

Полуметаллы. Германий и олово в отличие от других металлов обладают структурой неметаллов с ковалентно связанными атомами. В соответствии с эмпирическим правилом (Юм-Розери) элементы правой части периодической таблицы (главные подгруппы) кристаллизуются в решетках, в которых каждый атом имеет 8 — п ближайших соседних атомов (где п — номер группы элементов, т. е. п = 4 для С, 5 для Р и т. д.). В действительности галогены образуют двухатомные молекулы 3, Зе и Те образуют цепи (а 3 еще и циклы), в которых каждый атом связан с двумя ближайшими соседними атомами Р, Аз, 8Ь и В1 образуют молекулы или слоистые решетки, в которых каждый атом имеет но три ближайших соседних атома (стр. 426, 442 и 451), а С, 31, Ое и Зп (серое) образуют трехмерные решетки, в которых каждый атом тетраэдрически окружен четырьмя другими атомами (см. алмаз, стр. 462). В то время как связи 3, Р и С являются истинными ковалентными связями, связи остальных вышеупомянутых элементов, хотя они по существу и ковалентные (поскольку направлены в пространстве), имеют промежуточный характер, который тем ближе к металлическому, чем элемент тяжелее. Олово кристаллизуется и в другой, особого типа решетке, более близкой к истинной металлической структуре (стр. 531). Правило 8 — п неприменимо к элементам 1, И и III групп, а также к переходным элементам, которые кристаллизуются в решетках с чисто металлическими ненаправленными связями и с большими координационными числами (12 или 8, как было показано выше). [c.581]

Структуры сурьмы и висмута особенно рыхлые. Этим объясняется увеличени объема и уменьшение плотности при их затвердевании (точно так же, как и в случае воды, см. стр. 331). В жидком состоянии атомы этих металлов располагаются более компактно, чем в кристалле. Как можно видеть, полуметаллы (стр. 576) очень похожи по своей кристаллической структуре на неметаллы. Межатомные связи, подобные ковалентным, обусловливают также огсутствие у них ковкости и их большую хрупкость. [c.581]

Закономерности, найденные для полуметаллов, наблюдаются не только для таких соединений, как ОеЗ, ОеТе и 5пТе, но и вообще для соединений этих элементов между собой и с металлами, обладающими переходными свойствами. Разнообразие их велико, и структуры решеток очень сложны, поэтому здесь речь будет идти только о ряде соединений. [c.47]

Вещество, обладающее высокополимерной структурой с трехмерной сеткой, не может плавиться и испаряться без изменений в решетке. У органических высокополимё-ров в этом случае происходит не только обугливание, но и деполимеризация. Как же ведут себя полуметаллы и их соединения [c.56]

Отсюда можно сделать вывод, что в аморфных фазах полуметаллов и, более того, вплоть до экстремальных случаев [55] в фазах с неупорядоченной структурой в общем не существует так называемых металлических связей, т. е. резонансных систем. Смекаль [56] высказал мнение, что у полуметаллов аморфное стеклообразное состояние связано с существованием смешанных связей — гомеополярной и металлической. Это мнение, однако, не согласуется с новыми данными автора. Едва ли можно ожидать металлической составной части связи у стеклообразного красного фосфора. Так как в общем гомеополярные связи не существуют в чистом виде, очень часто стеклообразное состояние связано со смешанным характером связей, однако не он является причиной стеклообразного состояния. Автор придерживается мнения, что существование стабильного при комнатной температуре стеклообразного состояния связано с наличием направленных связей. Однократно связанные атомы фиксированы в пространстве независимо от того, является ли связь чисто гомеополярной или нет. [c.59]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология