Ковалентная связь в кристаллах см влияние энергии

Рассмотрим примеры влияния на проводимость германия и кремния примесей замещения. Если в кристаллическую решетку их ввести атом сурьмы или другого элемента V группы, то он, став на место атома германия (или кремния) в узле решетки, образует ковалентные связи с четырьмя соседними атомами германия, расположенными по вершинам окружающего его тетраэдра. Так как у элементов V группы во внешней оболочке 5 валентных электронов, то один из них будет избыточным и не примет участие в образовании связей. Такой электрон, оказывается слабо связанным со своим атомом в кристалле чтобы его отделить от атома и перевести в междоузлие, нужно затратить мало энергии. В зонной модели это значит, что для перевода такого электрона в зону проводимости необходимо затратить гораздо меньше энергии, чем для перевода электрона с потолка валентной зоны до нижнего края зоны проводимости АЕ. Значит, уровни, на которых будут находиться такие электроны, должны располагаться в запрещенной зоне вблизи от дна зоны проводимости (на уровне д на рис. 73, б). [c.297]

Рассмотрим полупроводниковые элементы IV группы алмаз, кремний, германий и олово. По мере увеличения атомного номера направленная ковалентная связь становится все слабее, и у олова уже намечается переход к гомеополярной металлической связи. Различие между ковалентным полупроводником и металлом заключается в следующем. В металлах участие электронов в образовании связей приводит к появлению лишь частично заполненных валентных оболочек атомов остаются пустые металлические орбиты, которые дают возможность валентным электронам переносить ток. В полупроводниковых кристаллах установление ковалентной связи приводит к заполнению орбит зрз чтобы электрон мог свободно двигаться через кристалл, его нужно перевести на более высокую орбиту. Энергия, необходимая для этого возбуждения, соответствует ширине запрещенной зоны данного материала и уменьшается по мере увеличения атомного номера элемента из-за все возрастающего влияния металлической компоненты связи. [c.58]

Если исходить не из атомной, а из ионной модели строения кристаллов, надо представить себе взаимное влияние ионов, которые имеют сходную конфигурацию s p . Это влияние должно привести внешнюю структуру ионов к гибридной конфигурации sp4 , что требуется октаэдрической симметрией координационных ионов. Чтобы произвести соответственное возбуждение, надо, например, в случае I" перевести один 5s- и один 5р-электроны на 5d-и более высокие атомные орбитали (например, 6s). Энергия возбуждения, необходимая для этого, так велика, что в связи получается все же очень небольшая примесь ковалентности. [c.235]

Около 1930 г. Бете и Ван-Флеком была развита электростатическая теория кристаллического поля, ставившая своей целью рассмотрение влияния на уровни энергии иона переходного металла в кристалле окружающих его ионов (не связанных с ним ковалентными связями). В 1950-х годах эта теория была существенно дополнена и развита (в основном в работах Оргела) применительно к комплексам переходных металлов, а не только к ионам в кристаллах. [c.166]

Отжиг путем тепловой обработки, химического или механического воздействия обусловливает понижение свободной энтальпии системы при данных условиях. При обсуждении в разд. 2.3 структур, обладающих минимумом свободной энтальпии, был сделан вывод, что для взаимодействия ближнего порядка влияние на значение свободной энтальпии различных факторов характеризуется следующей последовательностью энергия ковалентных связей, изомерия вращения и реализация плотной упаковки. На следующем структурном уровне должны рассматриваться дефекты кристаллов И конформации в аморфных областях, обладающие высокой свободной энтальпией. Эти эффекты описаны в гл. 4. Поскольку в макромолекулярных материалах многие дефекты в кристаллах являются неравновесными, отжиг благоприятствует уменьшению их числа. Еще один уровень эффектов обусловлен макроконформацией молекул (см. рис. 3.5 и разд. 3.1.2), а также размером и формой кристаллов (см. рис. 3.4, разд. 3.2 и 5.1). И наконец, следует учитывать возможность полиморфизма. В процессе отжига может иметь место любая комбинация перечисленных выше эффектов. [c.445]

Гл. XIV посвящена полярным или ионным кристаллам. В первую очередь Л1Ы рассмотрим ионные радиусы, определяющие межатомные расстояния в полярных кристаллах. Затем мы рассмотрим энергии кристаллических решеток и энергии образования полярных кристаллов, воспользовавшись термохимическим циклом, известным под названием цикла Борна-Габера. Мы рассмотрим также влияние на энергию перехода от ионной к ковалентной связи. Цикл Борна-Габера является мощным средством исследования, поэтому лш даем ряд примеров его применения. Гл. XIV содержит также краткий раздел, посвященный энергиям полярных соединений в газообразном состоярши. [c.211]

Попытки придать этим экспериментальным наблюдениям количественную форму натолкнулись на трудность определения размера заместителей в каждом частном случае. Ковалентные радиусы и валентные углы, определенные у молекул в газообразном состоянии или в кристаллах, в данном случае мало полезны, так как само собой разумеется, что здесь речь идет скорее о вандерваальсовых радиусах заместителей. Кроме того, исследование скорости рацемизации атропических изомеров привело к заключению, что атомные группы в положениях 2,2, 6,6 могут подвергаться в момент рацемизации на короткое время большим сжатиям и что величины валентных углов могут сильно отклоняться от значений, измеренных у молекул со средним содержанием энергии. Валентные углы, а может быть и длины связей заместителей в положениях 2,2, 6,6 могут изменяться, соответственно удлиняться или укорачиваться, даже под влиянием заместителей, находящихся в других положениях, главным образом в 3 и 3. [c.41]