Электронная расположение на валентных уровнях

В идеальном кристалле полупроводника (в отсутствие примесей) уровень Ферми расположен примерно посредине между зонами валентной и проводимости (уровень е,, на рис. 112, а). При наличии донорной примеси (имеющей лишние электроны) уровень Ферми по- [c.454]

Число и природа носителей т(жа в полупроводниках в большей степени зависят от их чистоты и характера примесей. Примеси принято делить на донорные и акцепторные, т, е. на отдающие и присоединяющие электроны. Донорные примеси увеличивают число электронов, а акцепторные — число дырок. Этот эффект примесей можно пояснить на примере германия, у которого имеется четыре валентных электрона. Если атом германия в его решетке заменить пятивалентным атомом мышьяка, то один электрон окажется лишним. Для его участия в проводимости необходимо, чтобы энергетический уровень атома примеси был расположен в запрещенной зоне вблизи зоны проводимости (непосредственно у ее нижнего края). Тогда каждый атом примеси будет ионизирован и электроны перейдут в зону проводимости. Число отрицательных носителей тока в полупроводнике с донорной примесью больше, чем число положительных носителей тем ие менее уравнение (5.45) остается справедливым, подобно тому как ионное произведение воды не изменяется при добавлении щелочи. Предположим, что один атом донорной примеси приходится ьа 10 атомов полупроводника. Считая все атомы примеси (иaпp iмep, мышьяка) полностью ионизированными, найдем, что в 1 см германия находится 4,5-10 при- [c.138]

Электропроводность полупроводников, обусловленную электронами (переходящими в зону проводимости с близко к ней расположенных донорных уровней) и дырками (образующимися в результате перехода электрона из валентной зоны на близлежащий акцепторный уровень), часто называют соответственно электронной (п-тип) и дырочной (р-тип) проводимостью.— Прим. ред. [c.174]

Если над валентной полосой и близко от нее расположен примесный уровень, не занятый электронами 1 на рис. 245, а), то из валентной зоны на Этот уровень могут перейти электроны, и в валентной полосе появятся дырки (обозначенные кружками), в результате чего вещество приобретает свойства полупроводника / -тииа. Соответствующие примесные уровни называются акцепторными. [c.216]

Обычные ионы. Удаляемый электрон является валентным электроном. Обычные ионы образуются из атомов, расположенных нормальным образом в решетке. При этом в валентной зоне происходит исчезновение заряда, называемое процессом образования положительной дырки . Если электрон удаляется из атома, соответствующего примесному уровню (примесные или междоузельные атомы), то возникает акцепторный уровень. [c.208]

В соответствии с классической кинетической теорией при абсолютном нуле все электроны в металле должны занять самый низкий энергетический уровень, т. е. иметь энергию, равную нулю. Согласно представлений хмоле кулярных орбиталей, в применении к металлу даже при абсолютном нуле только два электрона смогут занять самую низкую по энергии орбиталь. Остальные электроны должны располагаться на орбиталях с большей энергией. И следовательно, энергия таких электронов будет всегда выше нуля. При повышении температуры электроны, расположенные на верхних орбиталях, приобретая энергию, смогут перейти на следующие по энергии орбитали. Электроны, расположенные на более низких орбиталях, не способны (до определенного предела) приобретать энергию, так как ближайшие орбитали над ними заняты электронами. Таким образом, приобретать энергию смогут только электроны, находящиеся на самых верхних уровнях зоны молекулярных орбиталей. Это составляет лишь незначительную долю от общего числа валентных электронов. Таким образом, вклад в общую величину теплоемкости будет вносить только малая часть электронов, примерно одинаковая для различных простых веществ — металлов и наметал лов. [c.123]

Объяснение электропроводности металлов, полупроводников и диэлектриков дается на основе квантовой теории строения кристаллических тел — так называемой зонной теории. Рассмотрим некоторые общие положения этой теории. Переход атомных паров в кристаллическое вещество можно рассматривать как химическую реакцию, так как оптические, термодинамические, электрофизические и другие свойства твердых тел отличаются от свойств газов. Важно отметить, что атомные спектры газов имеют линейчатое строение, а спектры твердых тел имеют сплошной характер или полосатую, очень сложную структуру. Уже при взаимодействии двух одинаковых атомов дискретные атомные энергетические уровни расщепляются и превращаются в полосы. Тем большее расщепление уровней происходит, когда большое число N атомов, например лития, сближается с далеких расстояний до расстояний, на которых они находятся в кристаллической решетке. На рис. 70, а это расстояние между ядрами обозначено на оси абсцисс буквой о- По оси ординат отложена энергия. Находясь на больших расстояниях, атомы не взаимодействуют друг с другом, и диаграмма уровней будет такая же, как и для изолированного атома лития (1 25 ). При сближении атомов начнется взаимодействие между ними, прежде всего у каждого из них станет расщепляться уровень валентных электронов (2х). Уровень 2з) расщепляется в систему весьма близко расположенных N уровней, образуя целую полосу (зону) уровней. Более глубокие уровни при образовании кристалла оказываются совсем не расщепленными или только незначительно расщепленными. [c.233]

Как видно из вышеизложенного, величины Му и Мс играют важную роль в определении относительного расположения уровня Ферми. На рис. 62 показано распределение энергии и плотности уровней в собственном полупроводнике. В большинстве представляющих интерес случаев зона проводимости беспорядочно заполнена электронами, а валентная зона беспорядочно заполнена дырками. Можно показать [9], что, пока уровень Ферми находится на несколько кТ ниже Е , эффективная плотность [c.387]

Процесс (П1.26) представляет собой освобождение дырки, или захват электрона из валентной зоны на уровень У ха, процесс (П1.29) — выброс электрона с уровня Уз в зону проводимости и, наконец, процесс (П1.30) — рекомбинацию свободных электрона дырки. Следовательно, ц и Е — термические расстояния энергетических уровней Ч га и Уз от соответствующих зон , а Eg — ширина запрещенной полосы. Если эти величины известны, что может быть в том случае, когда соответствующие дефекты участвуют в процессах люминесценции и фотопроводимости и могут быть идентифицированы, величину Ев удается определить по известному значению Ев. При расположении уровней показанном на рис. 35, г в будет меньше вд, а потому, как это вытекает из уравнения (П1.15), [c.89]

Положение уровней иногда можно оценить путем сопоставления энергии ионизации или сродства к электрону свободных примесных атомов (ионов) и ионов основного кристалла, которые определяют энергии валентной зоны и зоны проводимости, с учетом энергии кристаллической решетки (энергии Маделунга, = Aq lr, в случае ионных твердых тел) и действия сил отталкивания. Последнее зависит от способа, по которому атомы в разных валентных состояниях встраиваются в основной кристалл чем больше относительный размер примесных атомов, тем больше несоответствие в размерах и выше расположен энергетический уровень. [c.158]

Спаренные (расположенные по два на атомных орбиталях) электроны при возбуждении могут разъединяться при наличии свободных ячеек того же уровня (разъединение электронов в какой-либо иной уровень невозможно). Например, валентность (В) элементов главной подгруппы I группы равна единице, так как на внешнем уровне атомы этих элементов имеют один электрон [c.44]

Электронные оболочки атомов. Для атома первого элемента группы ШВ — скандия (2=21), расположенного в четвертом периоде, распределение электронов по уровням и подуровням таково 15 25 р 35 р Чз . У атомов каждого из последующих элементов добавляется к оболочке лишний уровень. Конфигурация электронов, принимающих участие в образовании химических связей, может быть записана так с1 з , т. е. на наружном уровне находятся два парных -электрона и на уровне, соседнем с наружным, один -электрон. Все они проявляют однозначную валентность, равную 3. От скандия к актинию вместе с увеличением числа электронных уровней в атоме возрастают их радиусы, уменьшаются величины ионизационных потенциалов. [c.58]

Они относятся к орбиталям 2с1 и Ьч соответственно. Наиболее низко расположенный уровень МО валентных электронов 1а] (/4=32 эВ) содержит лишь небольшую примесь 15-АО водородных атомов и фактически является второй неподеленной электронной парой, локализованной на 2з-кО кислородного атома. [c.162]

В действительности число молекулярных орбиталей может быть еще больше за счет комбинации Ф и /-орбиталей (на 5М -I- 7Н). Электроны занимают эти орбитали в порядке возрастания соответствующих им энергетических уровней. Энергетические уровни, отвечающие орбиталям, которые содержат электроны связи, образуют валентную зону (рис. 29). Совокупность уровней, расположенных выше валентной зоны и соответствующих вакантным орбиталям, называется зоной проводимости. Благодаря близости энергетических уровней электрон при переходе на соседний уровень незначительно изменяет свою энергию (приблизительно на Ю эВ). Поэтому уже при обычных условиях электроны способны переходить с уровня на уровень, осуществляя между атомами металла нелокализованные связи. Этой возможности лишены электроны в кристаллах неметаллов, так как в них между валентной зоной и зоной проводимости имеется энергетический разрыв, называемый запрещенной зоной. В кристал- [c.93]

В заключение рассмотрим атом углерода. Электронную конфигурацию свободного атома можно записать в виде 18 2А 2р . Два 15-электрона па первой или 7(Г-оболочке взаимно насыщаются так же, как и 25-алектроны на второй или -оболочке. Только два 2р-электрона могут дать валентные связи с другими атомами. Если бы в действительности осуществлялась эта конфигурация, углерод оказался бы двухвалентным. Хорошо известно, однако, что углерод четырехвалентен. Чтобы объяснить этот факт, представим себе, что один из 25-электронов перешел на уровень 2р, благодаря чему возникло состояние 1.ч 28 2р . Теперь атом углерода может об. 1адать четырьмя простыми связями, три из которых обусловлены р-электронами п расположены под прямыми углами, а четвертая, обусловленная 25-электропом, безразлична к выбору направления. Эта модель, хотя она и лучше первой, все же неверна, так как противоречит хорошо известному пз органической химии алифатических углеводородов факту абсолютной эквивалентности четырех валентных связей в метане. Истолкование этого явления методами во.лновой механики дано Полингом. При этом не учитывается разница энергий 25- и 2р-элек-тропов. В основе объяснения лежит факт, что если гр(25), 2р ), (2р ) и гр (2р,) являются волновыми функциями для четырех электронов, то любая их линейная комбинация такн- е является законным решением уравнения Шредингера для атома углерода. Найдя коэффициенты, аналогичные а и Ь в уравнении (203), и использовав условие, что энергия молекулы должна быть минимальной, можпо показать [18], что четыре валентности атома углерода должны быть одинаковыми и расположенными под углом а, определяемым уравнением соза= /з. Как показано в гл. XII, это как раз угол, необходимый для построения правильного тетраэдра. [c.185]

Вклад кинетической и потенциальной энергии (притяжение к ядру) валентных 45- и З -электронов. При его оценке надо помнить, что замена 45-электрона на кайносимметричный Зй, расположенный геометрически ниже не только 4з, но и Зя- и Зр-электронов и обладающий небольшой константой экранирования, углубляет весьма значительно общий энергетический уровень атома. Эти виды вклада в общую энергию очень велики и разность их при замене 45 на 3. экзотермична и весьма значительна и может компенсировать взаимное отталкивание электронов, [c.85]

Если, например, локализованный уровень активатора расположен немного выше валентной зоны и имеет большую вероятность захвата дырки, но вместе с тем и заметную вероятность захвата электронов зоны проводимости, то люминесцентное излучение возникает при рекомбинации свободного электрона зоны проводимости с захваченной этим уровнем дыркой (рис. 180, г, переход 2). [c.433]

В результате частичного заполнения пи-электронами валентной зоны уровень Ферми расположен внутри зоны [ >]. [c.51]

С повышением температуры обработки, по мере роста кристаллитов и уменьшения доли неупорядоченной фазы, углеродистый материал приближается по своей структуре к структуре совершенных кристаллов графита, у которых валентная зона целиком заполнена. Поскольку уровень Ферми расположен внутри пи-зоны, то электронный газ до определенной температуры может находиться в вырожденном состоянии. Вырождение снимается, как только тепловая энергия становится сравнимой с энергией Ферми. [c.51]

В случае, если п атомов входят в кристаллическую решетку, то уровень валентного электрона расщепляется на п отдельных дискретных близко расположенных уровней. Поскольку в кристалле число атомов велико, возникает полоса, зона дозволенных уровней [63, с. 86 75 76]. Образование зон при сближении атомов показано на рис. 10. При этом возможны два случая либо между соседними зонами остаются запрещенные энергетические полосы, либо зоны [c.35]

Теперь следует рассмотреть уровень Ферми Ер. На рис. 1, который справедлив для достаточно низких температур, когда не происходит термического возбуждения зоны проводимости, уровень Ер расположен посередине между валентной зоной и зоной проводимости. Положение уровня Ер в кристаллах, подобных антрацену, определяется экспериментально (раздел I, 2) по температурному коэффициенту собственной темповой проводимости. Уровень Ферми на рис. 1 очень чувствителен к потере или приобретению кристаллом электрона и перемещается соответственно к границе валентной зоны или зоны проводимости. Это соображение важно в связи с определением работы выхода (см. раздел И, 3). [c.666]

Прн поглощении кванта света молекула вещества переходит в возбужденное состояние, прн котором валентные электроны переходят на более высокий энергетический уровень. В силу особенностей своего расположения наиболее подвижны электроны л-связей. Поэтому для перевода электронов л-связей на более высокий энергетический уровень требуются кванты света значительно меньшей величины, чем для электронов а-связей. [c.321]

В атоме металла число валентных электронов обычно меньше общего числа уровней, имеющихся во внешней оболочке (например, Зз оболочка атома натрия содержит один электрон, т. е. заполнена только наполовину). Поэтому разрешенная зона, возникающая в кристалле из атомных валентных уровней, так называемая валентная зона, в случае металла не целиком заполнена электронами среднестатистическая граница заполнения уровней электронами—уровень Ферми (л— проходит где-то внутри разрешенной зоны <рис. 113, а). Например, в кристаллическом натрии уровень Ферми расположен [c.276]

Переходы молекулы из одного состояния в друтое сопровождаются перераспределением электронной плотности. Имеется несколько способов разделять наблюдаемые переходы по типам изменений, происходящих в молекуле под действием электромагнитного излучения. Электронные спектры поглощения молекул, наблюдаемые в УФ- и видимой областях спектра, связаны, главным образом, с возбуждением электронов валентной оболочки. Принято считать, что при возбуждении меняется состояние (энергия и волновая функция) только одного электрона. Одноэлектронные волновые функции молекулы (молекулярные орбитали) принято обозначать в соответствии с типом связи между атомами. Орбитали, симметричные относительно оси связи, обозначаются а. Если орбитали не меняют знака вдоль связи, они являются связывающими. Им соответствуют наиболее глубоко расположенные энергетические уровни. Электроны, находящиеся на этих орбиталях, обеспечивают а-связь между атомами. Если а-орбиталь меняет знак между связываемыми атомами, она является разрыхляющей и обозначается а. Соответствующий ей энергетический уровень расположен много выше уровней орбиталей несвязанных атомов. Орбитали, меняющие знак на оси связи, обозначаются как тг-орбитали, которые тоже могут быть как связывающими (тс), так и разрыхляющими (тг). Уровни этих молекулярных орбиталей расположены соответственно ближе к уровням несвязывающих атомных орбиталей. При возбуждении могут меняться и состояния электронов, не участвующих в связи, орбитали которых локализованы на отдельных атомах ( -электроны). В спектрах комплексов ионов переходных металлов участвуют электроны, расположенные на с1-орбиталях. Электронные переходы обычно обозначают символами, соответствующими исходному и конечному одноэлектронным состояниям (например, а->а, тг->тг, п- а, и—). Однако по мере увеличения числа атомов в молекуле классификация электронньгх переходов усложняется. [c.221]

В ненасыщенных органических молекулах типа этилена, любой переход я-электрона на возбужденный уровень, составленный из атомных орбит 3 , Зр, 3(1, А ... (т. е. на орбиты оболочек, расположенных выше валентной), яв.ляется ридберговым переходом для этилена [160] первый из перечисленных выше переходов появляется при 1745 А, а за ним следуют многие другие, вплоть до того, что электрон в конце концов отрывается от молекулы и остается положительный ион этилена. Предел достигается примерно нри 240 ккал, и серия полос, постепенно сходящихся к этому пределу, называется ридберговой. [c.251]

Ео(мма) детально. Наиболее вероятным, видимо, следует считать такой механизм, при котором избыточный носитель (электрон или дырка), мигрирующий в зоне проводимости или в валентной зоне, захватывается адсорбированной молекулой, а образовавшийся при этом ион-радикал рекомбинирует затем с носителем противоположного знака. В общем случае направление переноса электрона между молекулами адсорбата и решеткой определяется конкретным расположением уровней на зонной диаграмме. Типичные зонные диаграммы приведены на рис. 3.4. Уровни, образуемые адсорбатом на поверхности твердого тела, можно построить, пользуясь известными значениями потенщ1ала и0низащ1и I и энергии возбуждения Е молекулы, а также значением работы выхода электронов ф из твердого тела. Сначала следует определить положение уровня электронов в вакууме для чего надо отложить на зонной диаграмме от потолка ВЗ вверх величину ф. Значения ф для многих оксидных адсорбентов можно найти в справочниках [96]. Далее, разность Е — I даст нам уровень основного состояния Е , а величина Евах — I + -уровень первого возбужденного состояния ( 1). Направление переноса электронов будет определяться взаимным расположением уровней Е1 и Ферми (Р). Согласно распределению Ферми при Е <Р уровень адсорбированной молекулы с высокой вероятностью заполнен электроном в равновесных, т.е. темновых условиях. При Еу> ъ условиях электронного равновесия этот уровень будет свободен. Однако при освещении, когда в ЗП появляются избыточные носители, становится энергетически выгодным процесс их захвата на уровень Е с образованием анион-радикала. [c.52]

Как и предполагалось еще несколько лет тому назад [147, 148], вполне возможно, что для элементов, у которых энергии связи 5/-и 6й-электронов почти равны, электроны 5/ и 6с (и внешние) в некоторых соединениях и комплексных ионах участвуют в образовании химической связи. Это создает возможности для образования связей. Майер теоретически доказала, что собственные /-функции ведут себя совершенно своеобразно по сравнению с 5-, р-или -функциями [149]. Собственные /-функции при некоторых значениях атомного номера испытывают внезапные изменения в пространственной и энергетической системах координат. Эффективная потенциальная энергия /-электрона в поле остающегося атома имеет две отрицательные области, расположенные после минимума, наблюдаемого в районе Z=47. Вначале внешний минимум потенциала является преобладающим, так что собственные 4/-функции имеют в этом месте максимум и являются внешними функциями, т. е. пространственно они достигают или выходят за пределы 5й- и б -функций. Однако 4/-оболочка находится в более высоком энергетическом состоянии, чем 5й или 6 , и поэтому эти две оболочки заполняются первыми. С увеличением порядкового номера внутренний потенциальный лганимум становится более глубоким, причем настолько быстро, что он уже определяет характер 4/-функций в небольшом интервале значений Z форма кривой резко изменяется и начинает соответствовать внутренней орбите. Быстрое уменьшение потенциала вызывает настолько сильное падение энергии, что 4/-уровень начинает заполняться с церия (2=58), и с этого момента 4/-функции находятся уже внутри 5 - и 5р-электронных оболочек. Об этом свидетельствует незначительное влияние /-электронов на валентные свойства атомов редкоземельных элементов. [c.515]

Как видно, возбужденный синглетный уровень S молекулы красителя оказывается расположенным ниже дна зоны проводимости, и поэтому механизм Герни—Мотта передачи электрона, обычно принимаемый, исключается. Передача электрона из валентной зоны полупроводника на вакантный основной уровень возбужденной молекулы также исключена для ZnO, хотя возможна для AgBr и ТП. Сенсибилизованная фотопроводимость ZnO может [c.248]

Когда квант света с некоторой минимальной частотой Умин поглощается твердым веществом, один из его электронов, находящихся на, энергетическом уровне у потолка валентной зоны, возбуждается и переходит на энергетический уровень Емив, расположенный ниже дна зоны проводимости (переход 1 — [c.121]

Анализ фотоэлектронного спектра молекулы воды полностью согласуется с такой электронной структурой. Первый потенциал ионизации (12,62 эВ) соответствует несвязывающей МО электронной пары кислорода 1Л,. Два следующих пика в фотоэлектронном спектре (/г = 13,8 эВ, Д = 17,2 эВ) обладают тонкой колебательной структурой, характерной для орбиталей, локализованных на связях. Они относятся к орбиталям 2а, и 1 2 соответственно. Наиболее низко расположенный уровень МО валентных электронов 1а, (/, = 32,6 эВ) содержит лишь небольшую примесь и-АО водородных атомов и фактически является второй неподеленной электронной парой, локализованной на 2 -АО кислородного атома. Рассмотренные отнесения иллюстрируются на рис. 10.3, на котором представлен фотоэлектронный спектр воды. [c.373]

С использованием низкоэнергетического возбуждающего источника света и сферического анализатора энергии электронов в задерживающем поле измерены УФ-фотоэлектронные спектры пленок Сьо толщиной 20 нм, напыленных в вакууме на медную подложку при комнатной температуре. Из полученных спектров определены пороговая энергия ионизации 1=6,17 эВ и работа выхода р=4,85 эВ, которая выше, чем в алмазе (4,5) и фафите (4,7 эВ), Получены оценки энергий поляризации катионов и анионов Сьо и элекфонного сродства Сбо в-твердой фазе, которые обсуждены с учетом энергетической релаксации молекул Сбо в конденсированном состоянии. Предложена энергетическая диаграмма твердого Сбо, показывающая, что уровень Ферми расположен вблизи дна зоны проводимости и, следовательно, кристаллический Сбо является полупроводником п-типа. Из физики твердого тела извe тнo что две другие аллотропные формы - графит и алмаз - являются соответственно металлом и диэлектриком. Фазой с металлическими свойствами (металлом) называется фаза, в которой либо не все квантовые состояния валентной зоны заняты электронами, либо последняя перекрывается зоной проводимости. При [c.130]

Во-вторых, поскольку, согласно принципу Франка—Кондона, электронные переходы в ходе электрохимической реакции на межфазной границе происходят между уровнями равной энергии [6], то для эффективного переноса зарядов (т. е. протекания электрохимической реакции на границе раздела) необходимо перекрывание уровней энергии в растворе электролита и в разрешенной зоне в твердом теле. Поэтому, например, электродные реакции, уровень электрохимического потенциала которых лежит вблизи потолка валентной зоны , обменивают заряды между раствором и алмазом весьма эффективно. Это согласуется с обсуждавшейся выше (рис. 27) зависимостью скорости реакции от равновесного потенциала окислительно-восстановительных систем. Мы видим, в частности, что уровень электрохимического потенциала системы Ре(СК) расположен близко к валентной зоне и очень далеко от зоны проводимости. Очевидно поэтому, что электродные реакции с участием ионов Fe( N)g и Ре(СК) протекают с участием валентных электронов алмаза, а не электронов зоны проводимости. Более детальньгн анализ годографов импеданса, подобных изображенным на рис. 31а (см. так- [c.56]

В то же время, если энергия валентных состояний адатома находится за пределами валентной зоны металла, виртуальные связывающие состояния образоваться не могут. Если атомный энергетический уровень расположен значительно ниже уровня Ферми, то в принципе возможен такой переход электрона с уровня Ферми и образование адиона, при котором кулоновское отталкизаике электронов в ионе не повышает энергию ионного состояния (после учета взаимодействия между ионом и его изображением в металле) настолько, чтобы связывание стало невозможным. Однако атомный энергетический уровень, по-видимому, редко располагается настолько низко, чтобы имела место чисто ионная адсорбция. Более вероятным представляется промежуточный вариант электроны не локализуются на адатоме, а распределяются между ним и одним или несколькихми поверхностными атомами металла с образованием квазинор-мальной ковалентной связи. Вполне допустимо участие в этом связывании металлических валентных состояний у верхней границы валентной зоны, где их плотность (для переходных металлов максимальна. [c.18]

Возбуждение электронов в металле может переводить их и на более высокие энергетические уровни. Потенциальная энергия электронов характеризуется уровнем их химического потенциала (уровнем или энер-Ферми, отсчитываемой от уровня энергии покоящегося электрона в вакуумё), зависящим от средней статистической совокупности заполненных энергетических уровней. В случае металлов уровень Ферми может находиться внутри валентной зоны его расположение зависит от плотности соответствующих уровней. При абсолютном нуле все электроны находятся в наинизших возможных энергетических состояниях и, в соответствии с принципом. Паули, совокупно сть N электронов занимает N/2 уровней. Тогда уровню химического потенциала соответствует поверхность Ферми в пространстве импульсов электронов, разделяющая занятые и свободные уровни. [c.56]

Прочная ковалентная связь осуществляется за счет -вакансий металлов, а также остаточных валентностей гибридных орбит, если плотность -уровней у поверхности Ферми достаточно велика (как, например, у никеля, платины, палладия), причем необходимо, чтобы возбуждение электронов адсорбируемого вещества компенсировалось достаточно большим выигрышем энергии при их переходе на поверхность Ферми. Следовательно, для образования ковалентной адсорбционной связи выгодно, чтобы уровень Ферми (Ф) был расположен в металле достаточно низко. Критерием расположения уровня Ферми является величина работы выхода электрона (ф), т. е. энергия, необходимая для удаления электрона из кристаллической решетки металла за пределы действия ее сил. Чем ниже Ф, тем ботьше ф. Величина ф связана со значением химического потенциала я и заряда электрона е соотношением [c.58]

При переходе электрона из основного состояния в молекуле в возбужденное энергия поглощается. Частота v для поглощенного излучения определяется выражением АЕ = hv, где АЕ — разность между энергиями возбужденного и основного состояний VI h — постоянная Планка. Спектрометр регистрирует частоту поглощенного излучения. Для молекул, в которых все валентные электроны участвуют в образовании о-связей, как в насыщенных углеводородах, разность энергии между высшей заполненной и низшей незаполненной орбиталями, обычно а -орбнталью. достаточно велика, чтобы длина волны, соответствующая переходу на низший энергетический уровень, оказалась в области вакуумного ультрафиолета, расположенной ниже 200 нм. Эта область спектра не охватывается большинством спектрометров для видимой и ультрафиолетовой областей, так как воздух поглощает излучение ниже 185 нм, что обусловливает необходимость работы в вакууме. Практически же большинство спектрометров приблизительно при 200 нм уже непригодны для измерений. Молекулы с электронами на несвязывающих орбиталях характеризуются энергетическими переходами в более длинноволновой области спектра, так как разность энергий между несвязывающими орбиталями и а -орбиталями уменьшается, однако длины волн еще попадают в область вакуумного ультрафиолета так, например, вода имеет максимум полосы поглощения при 167, а метанол — [c.355]

Механизм Тани позволяет наглядно объяснить десенсибилизирующее действие красителей. Хотя краситель С (рис. II. 10) имеет такую же энергию возбуждения, как и сенсибилизатор В (см. рис. И. 9), у него низкий уровень Ферми и он действует как де-еенсибилизатор, перенос электрона в зону проводимости невозможен из-за энергетических причин в крайнем случае происходит переход в ловушки, расположенные ниже зоны проводимости. Дырки в красителе могут переноситься в валентную зону AgX, где возникает избыток дырок, которые вследствие рекомбинации разрушают образованное латентное скрытое серебро. Краситель С в основном состоянии может также действовать как десенсибилизатор, так как электроны, оказавшиеся в зоне проводимости AgX по механизму прямого возбуждения, улавливаются НСМО красителя. [c.68]

Электронное возбуждение всегда связано с некоторым колебательным возбуждением (см. также раздел 3.5). Поэтому электронные спектры состоят не из линий, а нз относительно широких полос. Соответсгвующие данному электронному состоянию молекулы колебательные уровни расположены значительно ближе, чем следующий по энергии электронный уровень. В результате при одном электронном переходе заселяется несколько колебательных уровней. Для интерпретации химического поведения молекул и атомов, их взаимодействия со светом и магнитным полем оказалось вполне достаточным учитывать лишь валентные электроны, поскольку глубже расположенные электроны при таких условиях практически не возбуждаются. На левой части рис. 3.1 представлены энергетические уровни основного и возбужденных синглетных электронных состояний (см. гл. 2). Для каждого электронного состояния в клетках указана электронная конфигурация в форме, учитывающей только ВЗМО и две или три следующих по энергии МО, не заполненных в основном состоянии. [c.63]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология