Связь энергетических спектров

При учете слабой связи энергетический спектр системы имеет вид, изображенный на рис. 11, а. Этот рисунок отличается от рис. 10 наличием неглубокого минимума в энергетической зоне (в зоне проводимости). Минимум 5° (глубина его обозначена через <7") соответствует слабой связи атома С с решеткой, минимум 5 (глубина которого обозначена через д ) соответствует прочной связи. Переход системы из точки 5° в точку 5 означает локализацию свободного электрона и свидетельствует об упрочении связи атома С с решеткой. Хемосорбированный атом С, связанный с решеткой слабой связью, выступает, таким образом, в роли ловушки для свободного электрона решетки и в энергетическом спектре этого электрона может быть изображен акцепторным локальным уровнем, расположенным под зоной проводимости на глубине V- = д- — д , как это сделано на рис. 11,6. [c.46]

Так как скорости молекул связаны с их кинетической энергией, то и энергетический спектр будет иметь вид, аналогичный кривым распределения скоростей молекул. Схематически он показан иа рис. 2.15. Площадь под кривой рнс. 2.15 в отличие от рис. 2.14 не пропорциональна, а равна общему числу частиц N. Действительно] [c.219]

Так как скорости молекул связаны с энергией их движения, то аналогичный вид будет иметь и энергетический спектр . Схематически он показан на рис. 33. Площадь под кривой рис. 33 в отличие от рпс. 32 не пропорциональна, а равна общему числу частиц действительно. [c.110]

Искажение ( аморфизация ) структуры твердого вещества у поверхности, где длины и углы связей иные, чем в глубине вещества, вызывает появление в его энергетическом спектре локализованных поверхностных состояний. [c.99]

Зонная структура энергетического спектра, как мы видели выше, отражает ту особенность природы атомных кристаллов (металлов, полупроводников и изоляторов), что в них существует непрерывный трехмерный каркас межатомных связей и свойственное кристаллическому веществу периодическое поле. Электронный энергетический спектр молекулярных кристаллов, построенных из отдельных нульмерных молекул, соединенных ван-дер-ваальсовскими связями, не имеет обычной зонной структуры, а представляет собой совокупность до некоторой степени искаженных в результате слабого обменного взаимодействия молекул молекулярных энергетических спектров, состоящих из дискретных энергетических уровней. Кристаллы цепочечной, сетчатой и каркасной структуры, в том числе разнообразные соединения включения, мы рассматриваем как разновидности молекулярных кристаллов, построенных, соответственно, из одно-, двух- и трехмерных молекул или из их комбинаций. Их энергетические спект- [c.118]

Расхождение расчетных и опытных данных на 16% исследователь объясняет тем, что навязанное структурой 2п8 расположение атомов кислорода приводит к растяжению их связи с атомами цинка, к увеличению их длины по сравнению с длиной этих связей в кристалле 2пО и, следовательно, к их ослаблению. Отсюда— сужение энергетической щели между соответствующими уровнями в энергетическом спектре цинк-сульфидного фосфора, обусловленное понижением энергии электронов связи 2п — О в структуре сложного сульфидного соединения цинка. Подобное явление наблюдается и в случае цинк-сульфидных фосфоров, активированных гомологами кислорода — селеном и теллуром. Последние, так же как кислород, образуют химические связи с цинком, которым отвечают определенные локализованные уровни в энергетическом спектре фосфора. Ширина запрещенной зоны в энергетических спектрах кристаллов селенида и теллурида цинка составляет 2,60 и 2,27 эВ соответственно. Отложив эти величины по вертикальной оси от дна зоны проводимости сульфида цинка, исследователь определил, что этим уровням отвечает излучение с длиной волны 480 нм для селена и 548 нм для теллура. Но это на 40 им [c.125]

В энергетическом спектре фотоэлектронов, представляющем кривую зависимости числа фотоэлектронов от кинетической энергии (или энергии связи электронов в атомах), наблюдаются четкие узкие полосы, каждая из которых соответствует определенному электронному уровню например, уровням показанным на рис. VI. , соответствует спектр вида, приведенного на рис. VI.2, а. Интенсивность полос пропорциональна содержанию эквивалентных (с учетом окружения, т. е. химического строения) атомов данного элемента. Информация, извлекаемая из фотоэлектронного спектра, прежде всего из положения пиков, сходна с той, которая может быть получена из рентгеновских спектров поглощения (или, соответственно, из УФ спектров). При прохождении через слой образца непрерывного спектра рентгеновского из- [c.136]

Метод фотоэлектронной спектроскопии основан на измерении энергетического спектра электронов, выбитых из вещества при бомбардировке его потоком моноэнергетических лучей или частиц. Энергии выбиты.х электронов жестко связаны с энергией соответствующих оболочек атомов или молекул в исследуемом веществе. [c.127]

Связь структурного фактора с электронными свойствами металлов. Одним из физических свойств металлов, непосредственно связанных с ближним порядком и энергией взаимодействия частиц, является электропроводность. Развитие квантовой теории твердого тела привело к выводу, что электропроводность жидких металлов можно вычислить теоретически по экспериментальным данным для структурного фактора а(5), задавая Фурье-образ потенциальной энергии взаимодействия электронов с атомами расплава. Основная идея, на которой базируются расчеты электропроводности, состоит в том, что рассеяние электронов проводимости жидкого металла описывается структурным фактором, аналогичным для рентгеновского излучения или нейтронов. Заметим, что структурный фактор рассеяния электронов проводимости ограничен значениями 5, которые для одновалентных металлов находятся слева от первого максимума а 8), а для двух (и более) валентных металлов —справа от него. В то же время, по данным рассеяния медленных нейтронов и рентгеновских лучей длиной волны X = 0,5—0,7 А, структурный фактор определяется до 5 = 15—20 А"1. Выясним, чем же обусловлено такое различие а(5). По современным представлениям, электроны проводимости металла нельзя рассматривать как свободные. Их движение в кристалле модулировано периодическим силовым полем решетки. Непрерывный энергетический спектр свободных электронов в -пространстве распадается на зоны разрешенных энергий — зоны Бриллюэна, разделенные интервалами энергий, запрещенными для электронов. На шкале энергий Е к) зоны Бриллюэна изображают графически в виде полос разрешенных значений энергии и разрывов между ними (рис. 2,13). В трехмерном/г-пространстве они имеют вид многогранников, форма которых определяется симметрией кристаллических решеток, а размеры — параметрами решетки. Для гранецентрированной кубической решетки первая зона Бриллюэна представляет собой октаэдр, а для объемно-центрированной решетки — кубический додекаэдр. [c.52]

Строгое и последовательное приложение ММО к металлам приводит к зонной структуре энергетического спектра электронов в них. В действительности металлы характеризуются не столько металлической связью, сколько металлическим типом зонной структуры, в которой отсутствует запрещенная зона. Причем с позиций -Мо ЛКАО можно трактовать особенности химической связи не только в металлах, но и в полупроводниках и диэлектриках, хотя еще недавно теория строения этих веществ считалась областью фи- [c.128]

В основе поглощения световых квантов твердым телом лежат два механизма. Во-первых, энергия фотона может быть израсходована на то, чтобы увеличить энергию электрона. Это взаимодействие фотонов с электронами определяется структурой энергетического спектра электронов в твердом теле. Во-вторых, фотоны могут возбудить колебания решетки, т. е. взаимодействовать с фононами. Эти процессы дают информацию о характере химической связи в кристалле, об эффективных зарядах атомов и о характерных частотах колебаний решетки. [c.179]

Модель свободных электронов весьма груба, так как не учитывает периодичность поля, в котором движутся электроны. Рассмотрим, что вносит периодичность поля в энергетический спектр электронов в приближении так называемой слабой связи. Будем полагать, что периодическое поле является некоторым малым возмущением и электроны почти свободны. Покажем, что в таком приближении энергетический спектр электронов оказывается близким к спектру свободных электронов. Отличием являются лишь некоторые запрещенные области энергии. [c.349]

Большинство самых удивительных свойств кристаллов связано со структурой и свойствами его энергетического спектра и тех квазичастиц, которые формируют энергетический спектр. [c.14]

Итак, изучение магнитной восприимчивости диамагнетиков и парамагнетиков представляет собой один из интересных и очень важных разделов магнетизма, поскольку магнитные данные позволяют получить ценную информацию о химических связях, состоянии атомов примеси, концентрации и эффективных массах носителей заряда, виде энергетического спектра, ширине запрещенной зоны и пр. [1—3. Основная трудность исследований X — корректное разделение слагаемых в выражении (5526) и особенно в (555). [c.307]

Твердое тело отличается высокой концентрацией частиц. Поэтому в твердотельных лазерах могут быть получены большие величины концентрации активных частиц, а следовательно, высокие коэффициенты усиления. Вместе с тем существенная Оптическая неоднородность твердого тела снижает добротность оптического резонатора (см. ниже) и не позволяет получить излучение с малыми углами расхождения луча. Важная особенность твердотельных ОКГ связана с энергетическим спектром твердого тела, в котором многие энергетические уровни частиц, расщепляясь, образуют достаточно широкие энергетические зоны, состоящие из множества близко расположенных энергетических состояний. Поэтому наряду с узкими линиями переходов в спектре имеются [c.521]

В связи с этим были измерены энергетические спектры продуктов мономолекулярного распада кластеров С58, Сбо, С г, оценены величины энергии отрыва фрагмента С от указанных выше кластеров, а также величина энергетического барьера, препятствующего их распаду. Обработка полученных энергетических спектров распада позволила определить значение константы скорости мономолекулярного распада, среднее значение кинетической энергии, высвобождающейся в результате распада, среднее значение внутренней энергии кластера, среднее значение энергии отрыва фрагмента Ст от кластера. [c.135]

К сожалению, этот метод нельзя применить к реакциям большинства неорганических соединений, так как в этом случае химические связи более многообразны и имеют широкий энергетический спектр. Более того, эти связи носят, как правило, кооперативный характер, охватывая целый ряд различных соседних атомов и группировок (металлы, соли, минералы). [c.357]

Гидроксильные группы играют наибольшую роль при взаимодействии наполнителей с эпоксидными смолами. Однако кроме гидроксильных групп на поверхности гидрофильных неорганических оксидов и силикатов адсорбируются молекулы воды, количество которой зависит от влажности окружающей среды. Адсорбированная вода оказывает отрицательное влияние на адгезию эпоксидных смол, препятствуя образованию прочных химических и водородных связей между поверхностью наполнителя и полимером, особенно при отверждении при комнатной температуре. Координационно-ненасыщенные центры практически полностью блокированы адсорбированными молекулами воды [60]. Адсорбированные молекулы и атомы создают новые поверхностные состояния или изменяют параметры существующих электронных поверхностных состояний [60], а энергетический спектр поверхности во многом определяет характер физического и химического взаимодействия полимер — наполнитель. [c.86]

Уравнение (9.3) можно применить только для расчетов при облучении моноэнергетическими гамма-квантами. При облучении тормозным излучением следует пользоваться более сложным выражением, что связано со сплошным энергетическим спектром гамма-квантов и резонансным ходом кривых возбуждения [c.60]

Для выпрямления напряжения применяют различные схемы, часто для увеличения напряжения Иц. на трубке используют схемы с удвоением напряжения (рис. 7.8). В качестве вентилей Д1 и Да используют вакуумные диоды (кенотроны) или полупроводниковые диоды. В связи с жесткими требованиями к конденсаторам (небольшие габариты при необходимой емкости и большом рабочем напряжении) фильтры выполняются простейшими — емкостными С1 и Сз. За счет этого постоянное напряжение близко к максимальному значению вторичного переменного напряжения, что позволяет получить излучение стабильной интенсивности и энергетического спектра. Изменение анодного напряжения производится на низкой стороне с помощью автотрансформатора АТ, подключенного к питающей сети. [c.291]

В адиабатическом приближении оператор полного момента / молекулы складывается из оператора орбитального момента Ь, оператора момента вращения / и спинового момента электронов 5. Характер энергетического спектра молекулы зависит от типа связи между этими тремя моментами, т. е. от относительной роли взаимодействий, обусловливающих связь между этими моментами. [c.657]

Электронная структура аморфных веществ, как и отдельных молекул, представляет собой набор дискретных уровней, разделенных высокими потенциальными барьерами. Близкие энергетические состояния валентных электронов разобщены, так как геометрия волноводов — неодинаковые длины и углы межатомных связей, обусловленные непериодичноотью структуры — препятствует распространению электронных волн за границы каждой данной межатомной связи. Но поскольку аморфные вещества, как и кристаллы, обладают множеством близких энергетических состояний валентных электронов, электронные энергетические спектры твердых тел непериодического строения похожи в некоторых отношениях на энергетические спектры кристаллов. < [c.99]

Обратим внимание на то, что 2п5-Си-кристаллофосфор имеет свой собственный энергетический спектр и свою собственную электронную структуру, которая и определяет его свойства, иные чем у чистого сульфида цинка. Добавим эти два вещества к тому же имеют разный состав, а именно 2п5 и мxZnJ-xS, и, очевидно, разное строение. Но, как мы знаем, если два вещества имеют разный состав, разное строение и разные свойства — в данном случае одно вещество резко отличается от другого довольно редкой способностью люминесцировать, крайне чувствительной к изменению состава вещества — то такие вещества представляют собой разные химические соединения. Однако исследователи пока не приходят к такому радикальному выводу. Признавая существование химических связей между йтомами активатора и основы кристаллофосфора, они обычно рассматривают и кристаллофосфор, и вещество основы как соединение переменного состава или твердый раствор, а не как- индивидуальные твердые химические соединения. [c.124]

Опыт показал, что, попадая в окружение атомов соединения-основы, т. е. в структуру кристаллов 2п8, атомы активатора образуют связи с атомами основы 1более слабые или более сильные, чем связи, которые те имеют между собой. Так,. когда размеры атомов активатора меньше, чем размеры замещаемых ими атомов основы, то между ними образуются более слабые связи (метаста-бильный уровень расположен в энергетическом спектре соответствующего кристаллофосфора сравнительно низко). [c.126]

Так как скорости молекул связаны с их кинетической энергией, то и их энергетический спектр должен иметь вид, аналогичный кривым распределения скоростей молекул (рис. 2.14). Площадь под кривой рис. 2.14 (в отличие от рис. 2.13) не пропорциональна, в равна общему числу части11. [c.235]

Методы фотоэлектронной в рентгеноэлектронной спектроскопин основаны на измерении энергетического спектра электронов, выбитых из вещества при бомбардировке его потоком фотонов или заряженных частиц. Энергии выбитых электронов гин связаны с энергией соответствующих оболочек атомов или молекул в исследуемом веществе (без учета малых поправок на изменения колебательной и вращательной энергии при ионизации) соотношением Е =ку—1а, где км — эвергия бомбардирующих фотонов /д — адиабатический потенциал ионизации электрона в молекуле или атоме. Детектируя и зная энергию квантов Ау, определяют /д. [c.146]

Большинство неметаллических катализаторов обладает полупроводниковыми свойствами, поэтому заманчиво использовать это их свойство в качестве ключа к раскрытию природы активности. Такая возможность связана со способностью полупроводника обмениваться зарядом с адсорбированной частицей, принимая или отдавая электрон. Согласно существующей теории, центром хемосорбции (активным центром) является свободный электрон (или дырка ) полупроводника. Адсорбированные атомы или молекулы рассматриваются как примеси, нарушающие строго периодическую структуру решетки. В энергетическом спектре кристалла они могут быть изображены локальными уровнями, расположенными в запрещенной зоне полупроводника (см. гл. V). Разные частицы занимают различные уровни в запрещенной зоне. Если реагирующая частица занимает уровень, расположенный ближе к зоне проводимости, т. е. уровень адсорбированной частицы находится выше уровня Ферми на поверхности, то все хемосорбционные частицы являются донорами электронов. Если же уровень адсорбированной частицы ниже уровня Ферми, она является акцептором электронов. Таким образом, адсорбционная способность и каталитическая активность поверхности полупроводника определяются взаимным расположением локального уровня адсорбированрой частицы и по,ложением уровня Ферми на поверхности. Реакция называется акцепторной, если скорость 472 [c.472]

Отметим, что в учебной литературе долгое время говорили, да и говорят по настоящее время о наличии особого типа химической связи, названного металлической связью, в качестве характерной черты которой выделяли образование своего рода электронного газа в поле ионных остовов образующих металл атомов. Однако, образование зон и участков почти сплошного энергетического спектра у подсистем электронов в кристаллах характерно и для диэлектриков, и для полупроводников. Отличительной чертой металлов является лишь частичное заполнение верхней зоны, так назьшаемой зоны проводимости, приводящее к тому, что даже слабое воздействие на систему внешнего электрического поля вызывает заметное перераспределение электронной плотности, ее смещение под влиянием поля [c.482]

Защита от альфа- и бета-излучений легко осуществима благодаря их малой проникающей способности, хотя следует принимать во внимание тормозную радиацию (ВгетззЬгак-lung), продуцируемую при поглощении бета-излучения (см. ниже). Глубина проникновения альфа- и бета-частиц изменяется в зависимости от их кинетической энергии. Альфа-излучение представляет собой поток моноэнергетических частиц и полностью поглощается воздушным слоем толщиной в несколько сантиметров. Поглощение бета-излучения в связи с его непрерывным энергетическим спектром и рассеянием подчиняется приблизительной экспоненциальной зависимости. Пробег бета-частиц в воздухе составляет расстояние от нескольких сантиметров до нескольких метров. [c.80]

ГИИ, но теперь в рассматриваемой системе один и тот же спектр получается дважды один раз, когда рассматриваемый электрон находится у одного ядра, а другой,— когда у другого ядра. В то же время волновые функции в этих двух случаях будут разными. Говорят, что уровни энергии электрона в такой системе дважды вырождены. Если ядра сближать, то возникнет взаимодействие чисто квантовой природы (так называемый обменный эффект), и в результате дважды вырожденный уровень оказывается расщепленным на два отдельных уровня энергии, причем чем ближе ядра, тем сильнее возмущение и тем значительнее расщепление. Аналогичное имеет место в системе из трех одинаковых ядер и одного электрона здесь происходит расщепление трижды вырожденного уровня на три разных уровня. По такой же схеме рассматривают и кристалл. Приближенно допускают, что в задаче о спектре энергии наличие многих электронов в системе является не очень существенным, побочным фактором и при определении энергетического спектра можно рассматривать систему из N ядер, образующих кристаллическую решетку, и одного электрона. Это — так называемое одноэлектронное приближение, на основе которого до самого последнего времени была построена вся электронная теория кристаллов. Только такие явления как ферромагнетизм и сверхпроводимость потребовали создания многоэлектронной теории. Для теории химической связи в кристаллах одноэлектронное приближениие дает вполне удовлетворительные результаты. [c.199]

Последний применен для описания Ga Al N (д = 0 0,25 0,5 0,75 1) в [94]. С помощью метода ЛМТО-сильной связи оценивались энергии формирования Е ТР, рассчитаны энергетические спектры, величины прямых (Г—Г) и непрямых (Г—X) переходов, решеточные постоянные, модули упругости, рассмотрены эффекты релаксации. Согласно [94], изменение типа межзонного перехода (прямой—непрямой) происходит при Jt 0,42. Е раствора составляет незначительную положительную величину (-15— 20 мэБ/атом) и имеет параболическую концентрационную зависимость. С использованием техники расширенного кластера [106] оценивался предел смешиваемости при образовании неупорядоченных ТР. Установлено, что при типичных температурах синтеза данных систем (/ - 600 °С) могут быть достигнуты полная растворимость компонентов и образование неограниченного ТР. [c.60]

Одним из основных эффектов, связанных с поверхностными состояниями корунда, является значительная межслоевая релаксация. Например, степень сжатия между внешним слоем атомов Л1 и слоем подповерхностных кислородных атомов для (0001)-грани, согласно расчетам [119—124], достигает 48—86 %, что подтверждается последними экспериментами [126,127]. Основным механизмом эффекта является резкое уменьшение маделунговского потенциала и возрастание ковалентной составляющей связи для атомов внешних слоев. Перераспределение электронных состояний обусловливает при этом возникновение набора поверхностных состояний, которые локализованы в области ЗЩ энергетического спектра [125], [c.138]

Спектроскопия полимеров — это раздел физики, изучающий энергетические уровни макромолекул и переходы между ними (энергетический спектр). В основе методов спектроскопии лежит взаимодействие полимера с полем электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от многих километров до долей нанометров. Основная задача спектроскопии — установление количественной связи между энергетическим спектром исследуемого мак-ромолекулярного образца и его химическим составом и строением, физическими свойствами, а также характером протекающих во времени превращений. [c.26]

Наряду с описанными выше методами ДМЭ и РФЭС к современным методам исследования принадлежат метод дифракции отраженных электронов высокой энергии (ДОЭВЭ) и оже-спектроскопия. Оже-электроны, обнаруживаемые в спектре вторичных электронов, возникают в результате внутреннего фотоэффекта — освобождения электрона из энергетически более высоко лежащей оболочки после безызлучательного электронного перехода в том же атоме, возбужденном полученной энергией. Энергия оже-электронов характеризует данный элемент. Из наружных участков твердого тела эмитируются электроны только первых двух или трех атомных слоев. Состав поверхностного слоя твердого тела и виды связи на его поверхности определяют, как и для описанных в разд. 3.3,7 спектров РФЭС, по положению пика в энергетическом спектре, изменению этого положения (химическому сдвигу) и по плрщади пика. [c.42]

Рассмотрим другой крайний случай — химическую адсорбцию, которая предполагает как крайние случаи образование ионных или ковалентных поверхностных химических соединений. Электронная теория хемосорбции [1] рассматривает хемосорбированные молекулы как некоторую поверхностную примесь , создающую в энергетическом спектре поверхности свою систему энергетических уровней. Заселенности уровней в условиях равновесия определяются положением уровня Ферми на поверхности. В соответствии с этим электронная теория хемосорбции рассматривает две формы хемосорбции нейтральную, слабую форму, когда связь молекулы с поверхностью осуществляется без участия свободных носителей решетки (ей соответствуют пустые уровни), и заряженную форму, при которой происходит локализация носителя на адсорбированной молекуле или вблизи нее (заполненные уровни). Однако такой чисто статистический подход [1] односторонен, поскольку он ничего не говорит о формах связи адсорбированной частицы с поверхностью и о положении их энергетических уровней в спектре кристалла. Нельзя не согласиться с автором работы [23], что из-за отсутствия сведений о спектре поверхности и его параметрах в настоящее время получены лишь общие сведения о хе-мосорбционной связи. [c.95]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология