Енергетичні рівні і зони в атомах
Згідно постулату де Бройля електрон може рухатися тільки по орбіті, уздовж якої укладається ціле число його хвиль.
В ізольованому атомі з одним електроном швидкість руху електрона по дозволеної орбіті встановлюється такий, при якій відцентрова сила врівноважує силу тяжіння негативно зарядженого електрона до позитивно зарядженого ядра. Кожній дозволеної орбіті відповідає своя швидкість і, отже, своя кінетична енергія електрона.
Під дією зовнішніх факторів або спонтанно (мимовільно) електрон може переходити з одного дозволеної орбіти на іншу. Щоб перейти з низької орбіти на більш високу, електрон повинен отримати порцію (квант) енергії, суворо рівну різниці його енергій для двох дозволених орбіт. Така енергія доставляється атомам головним чином світловими, ультрафіолетовими або рентгенівськими променями, а також при теплових зіткненнях атомів.
Атом, що поглинув один або кілька квантів променевої енергії, називається збудженим. Іноді поглинена енергія настільки велика, що електрон переходить на дуже віддалену орбіту і практично відривається від атома. Такий атом називається іонізованим.
Повна енергія електрона, що дорівнює сумі його кінетичної (енергії руху по орбіті) і потенційної (тяжіння до ядра) енергій, називається енергетичним станом атома. Кожній дозволеної орбіті відповідає своє енергетичне стан, який на діаграмі представляють у вигляді енергетичного рівня. Енергетичні рівні можуть бути дозволеними і забороненими. Дозволений енергетичний рівень, що характеризується головним квантовим числом n, розщеплюється на ряд близько розташованих підрівнів. Взаємодія атомів в решітці призводить до того, що їхня енергія розщеплюється на велику кількість майже зливаються подуровней, що утворюють енергетичні зони.
Існують дозволені й заборонені енергетичні зони.
Імовірність перебування електрона в забороненій зоні дорівнює нулю.
Дозволені енергетичні зони кристалів складаються з великої кількості близьких один до одного підрівнів. Верхню з заповнених енергетичних зон називають валентною, так як її електрони здатні взаємодіяти з сусідніми атомами, забезпечуючи молекулярні зв’язки.
Дозволені енергетичні зони, розташовані нижче, завжди заповнені електронами повністю. Валентна зона може бути заповнена повністю або частково.
Дозволена енергетична зона, розташована безпосередньо під валентною зоною, називається зоною провідності. Провідні властивості кристала залежать від ширини забороненої зони, що розділяє валентну зону і зону провідності.
Середнім значенням ширини забороненої зони відповідають напівпровідникові кристали.
Related posts:
- Вторинні енергетичні ресурси Вторинна енергія відноситься до найбільш зручним формам енергії, які перетворюються з інших, первинних джерел енергії, за рахунок процесів перетворення енергії. Прикладами можуть служити електрику, яке виходить за допомогою первинних джерел, таких як вугілля, сирої нафти, мазуту, природного газу, вітру, сонця, потоків води і т. д. Розглянемо для повного розуміння первинну енергію. Первинна енергія Первинна енергія […]...
- Електрофізичні властивості напівпровідників Всі речовини утворені атомами, що складаються з позитивно заряджених ядер і обертаються навколо них негативно заряджених електронів. Ядро включає електрично нейтральні частинки – нейтрони і позитивно заряджені протони. Кількість протонів визначає заряд ядра. Негативний заряд електрона по вели-чині дорівнює позитивному заряду протона. У нормальному Стані число електронів, створюючих електронну оболонку атома, дорівнює числу протонів в […]...
- Заборонена зона Нагадаємо, що кремній є 14-м елементом в таблиці Менделєєва. Це означає, що атом кремнію містить 14 протонів і 14 електронів. Електрони в атомі кремнію розміщуються в трьох оболонках. Внутрішня оболонка містить 2 електрони, середня – 8. Відомо, що ці електрони в утворенні кристала не беруть участь. У зовнішній оболонці міститься 4 електрона, які пов’язують атоми […]...
- Ресурси Світового океану: водні, мінеральні, енергетичні Світовий океан займає 70,8% поверхні планети, будучи одночасно найважливішою частиною гідросфери Землі (96,4%). Світовий океан – одне з основних джерел ресурсів, що використовуються для задоволення всіх груп потреб людського суспільства. Всі ресурси океану, використовувані в даний час і в перспективі, можна розділити на 4 типи: Водні; Мінеральні; Енергетичні; Біологічні. Водні ресурси Світового океану – це […]...
- Квантово-механічна модель атома Орбиіаль – область простору всередині атома, у якій зосереджена велика частина заряду електрона. Орбіталь розглядається як сукупність імовірних (приблизно 90% можливих) положень електрона. Назва “орбіталь” (а не орбіта) відображає геометричне уявлення про стаціонарних станах електрона в атомі, підкреслюючи той факт, що стану електрона в атомі описується законами квантової механіки і відрізняється від класичного руху по […]...
- Енергетичні потреби живих організмів Енергія абсолютно необхідна для будь-яких проявів життєдіяльності. Енергія потрібна для процесів хімічного синтезу; вона необхідна для всіх видів руху. Будь-який рух тіла супроводжується витрачанням енергії. Енергія витрачається також і на процес активного перенесення речовин через плазматичну мембрану, причому на цей процес витрачається дуже значна частина енергетичних ресурсів клітини. Енергія потрібна також для утворення тепла. Людина […]...
- Енергетичні ресурси Світового океану У Світовому океані укладені величезні, воістину невичерпні ресурси механічної і теплової енергії, до того ж постійно поновлюється. Основні види такої енергії – енергія припливів, хвиль, океанічних (морських) течій і температурного градієнта. Однак, як правило, концентрація такої енергії у водних масах дуже невелика, що ускладнює її ефективне виробниче використання. Проте в якості потенційного резерву енергетичні ресурси […]...
- Зміна числа електронів на зовнішньому енергетичному рівні Кожен період Періодичної системи Д. І. Менделєєва закінчується інертним, чи шляхетним, газом. Найпоширенішим з інертних (благородних) газів в атмосфері Землі є аргон, який вдалося виділити в чистому вигляді раніше інших аналогів. У чому причина інертності гелію, неону, аргону, криптону, ксенону і радону? У тому, що у атомів інертних газів на зовнішніх, найвіддаленіших від ядра рівнях […]...
- Корисні копалини. Мінеральні ресурси. Паливно-енергетичні ресурси Корисні копалини – органічні і мінеральні утворення земної кори, фізичні властивості і хімічний склад яких дозволяють активно використовувати їх в якості сировини або палива в сфері матеріального виробництва. Корисні копалини можуть бути газоподібні, рідкі, тверді. У земній корі корисні копалини знаходяться в вигляді різного роду скупчень (штоків, жив, пластів, розсипів, гнізд і ін.). Скупчення копалин […]...
- Природні зони Землі Природна зона – це територія, для якої характерні певні кліматичні і гідрологічні умови, природні процеси, рельєф, грунти, тваринний і рослинний світ. Кожна природна зона має свою унікальну особливість, і назва зони часто залежить від цієї особливості. Одним з найважливіших природних факторів є температура, саме тому природні зони поступово змінюють один одного від екватора до полюсів: […]...
- Нуклеофільне заміщення в насичених атомах вуглецю Як випливає з розподілу електронної щільності, в молекулах спиртів, тіолів і амінів одночасно співіснують помітно виражені електрофільні і нуклеофільний Центри. Така особливість електронної будови, в свою чергу, тягне за собою двоїстий характер їх участі в реакціях нуклеофільного заміщення SN. В одному випадку це буде заміщення біля sp3-гібрідізоваться атома вуглецю в складі молекул спирту, тіолу або […]...
- Втрати потужності та енергетичні характеристики електричних машин Процес перетворення енергії в будь електричної машині завжди супроводжується втратами, що виділяються у вигляді тепла. Втрати зазвичай поділяють на основні та додаткові. До основних відносять електричні, магнітні і механічні втрати. До електричних втрат? Ре відносять втрати в обмотках? Рео і в перехідних опорах щіткових контактів? Рещ. Потужність втрат, що йде на нагрів обмоток? Pео, визначається […]...
- Будова атома вуглецю В даний час органічну хімію розглядають як хімію з’єднань вуглеводу, але, віддаючи данину поваги історії, як і раніше продовжують називати її органічною хімією. Тому так важливо більш докладно розглянути будову атома цього елемента, характер і просторове напрямок утворюваних нею хімічних зв’язків. Атом вуглецю складається з ядра, що має позитивний заряд +6 (так як містить шість […]...
- Фотоефект – реферат Фотоефектом називається явище, в якому світло вибиває електрони з речовини. Фотоефект відкрив Герц, коли проводив досліди з іскровим розрядником для створення електромагнітних імпульсів. В напівпровідниках фотоефект може бути ще й внутрішнім, коли електрони, вибиті світлом з вузлів решітки, залишаються всередині кристалу, підвищуючи його електропровідність. Очевидно, швидкість фотоелектронів залежить від енергії світла. Але що таке – […]...
- Теорія Бора атома водню Постулати Бора. У 1911 р після проведення дослідів з розсіювання альфа-частинок на атомах Дж. Резерфорд на підставі аналізу результатів експерименту висунув і обгрунтував планетарну модель будови атома. Відповідно до цієї моделі атом складається з важкого позитивно зарядженого ядра дуже малих розмірів (), навколо якого за деякими орбітах рухаються електрони. Радіуси цих орбіт становлять близько м. […]...
- Зони кореня Отримання органічних речовин і збільшення розміру відбувається в різних зонах кореня. Кожна зона відрізняється будовою, довжиною, функцією. Як розташовані зони Головний корінь розвивається із зародка і росте виключно вглиб грунту. Він поділяється на п’ять зон. Нижче описані зони кореня по порядку від кінчика до стебла. Кореневої чохлик. Це більш щільне і темне освіту на самому […]...
- Що таке електрон Електрон – це електрично заряджена елементарна частинка, тобто частинка, електричний заряд якої нескінченно малий. Електрон є однією з основних частинок в електроніці, рухом якої обумовлено появою електричного струму в електричному ланцюзі. Крім цього електрон використовують як основне зображення практично всіх заряджених частинок для пояснення фізичних і електричних властивостей, напівпровідників, провідників і діелектриків. В електроніці прийнято […]...
- Труднощі класичного пояснення фотоефекту Як можна було б пояснити фотоефект з погляду класичної електродинаміки і хвильових уявлень про світло? Відомо, що для виривання електрона з речовини потрібно повідомити йому деяку енергію A, звану роботою виходу електрона. У разі вільного електрона в металі це робота з подолання поля позитивних іонів кристалічної решітки, що утримує електрон на кордоні металу. У разі […]...
- Механічна енергія Енергія є мірою руху і взаємодії будь-яких об’єктів в природі. Є різні форми енергії: механічна, теплова, електромагнітна, ядерна… Досвід показує, що енергія не з’являється нізвідки і не зникає безслідно, вона лише переходить з однієї форми в іншу. Це сама загальне формулювання закону збереження енергії. Кожен вид енергії являє собою деяке математичне вираження. Закон збереження енергії […]...
- Глибоководні зони Глибоководні (абісальні) зони – області океану глибиною понад 2000 м – займають більше половини поверхні землі. Отже, це найбільш поширена середовище проживання, але вона ж залишається і найменш вивченою. Тільки останнім часом, завдяки появі глибоководних апаратів, ми починаємо пізнавати цей дивовижний світ. Для глибинних зон характерні постійні умови: холод, темрява, величезний тиск (більше 1000 атмосфер), […]...
- Енергетичні ресурси Китаю Електроенергетичні потужності Китаю різко зросли з 1980 року, і частка внутрішнього споживання, також значно збільшилася. Близько чотирьох п’ятих всієї електроенергії генерується на теплових електростанціях, а все інше на гідроелектростанціях; лише невелика частка припадає на ядерну енергетику з АЕС, розташованих поблизу Шанхая і Гуанчжоу. Виробництво власної енергії в Китаї стрімко зростає з 1980 року, але продовжує […]...
- Стан електронів в атомі Під станом електрона в атомі розуміють сукупність інформації про енергію певного електрона і просторі, в якому він знаходиться. Ми вже знаємо, що електрон в атомі не має траєкторії руху, тобто можна говорити лише про ймовірність знаходження його в просторі навколо ядра. Він може знаходитися в будь-якій частині цього простору, що оточує ядро, і сукупність різних […]...
- Енергія вакууму Поява останнім часом генераторів енергії, здатних добувати енергію нібито з “ефіру”, викликає масу питань. Наприклад, як це можливо і яка фізика цих процесів? Кажуть, що головну роль грає тут енергія вакууму. А, справді, чим заповнений простір в атомі між ядром і електронами? Нічим, порожнечею?! Мовою науки це “ніщо” називають фізичним вакуумом. При розпаді атома вивільняється […]...
- Коли механічна енергія зберігається? При падінні каменю його потенційна енергія зменшується. Але при цьому швидкість каменю збільшується, а значить, збільшується і кінетична енергія каменю. При русі ж каменя, кинутого вгору, його потенційна енергія збільшується, але зменшується кінетична енергія. Таким чином, кінетична енергія може перетворюватися в потенційну, і назад. Досліди і розрахунки показують, що якщо між тілами системи діють тільки […]...
- Будова атома Знання будови атома дає можливість передбачити властивості елементів, простих і складних елементів, пояснювати механізми виникнення хімічних реакцій. Сьогодні вважають, що фундаментальними частинками атома є кварки і лептони. Електрон відноситься до лептонам. А протон і нейтрон складаються з трьох кварків кожен, які з’єднані глюонами. Протони і нейтрони (нуклони) утримуються в ядрі дуже сильними ядерними силами, які […]...
- Релятивістська квантова механіка У 1927 р англійський фізик Поль Дірак звернув увагу на те, що для опису руху відкритих на той час мікрочастинок (електрона, протона і фотона), т. К. Вони рухаються зі швидкостями, близькими до швидкості світла, потрібно застосування спеціальної теорії відносності. П. Дірак склав рівняння, яке описувало рух електрона з урахуванням законів і квантової механіки, і теорії […]...
- Гіпотеза де Бройля Дослід Комптона породив одну досить дивну, на перший погляд, теорію. У всякому разі, Ейнштейн, прочитавши роботу де Бройля, назвав її маренням божевільного. Потім він змінив свою думку, але сказаного ж не повернеш. Можливо, тому теорію де Бройля досі називають гіпотезою, як би відсторонюючись від неї. Звернімося до фактів. Луї де Бройль (молодший із братів де […]...
- Кліматичні зони Африки В Африці своєрідні кліматичні умови. Оскільки континент перетинає екватор, то крім екваторіального поясу всі інші кліматичні зони повторюються. Екваторіальний пояс Африки Екваторіальний пояс африканського континенту знаходиться в районі гвінейського затоки. Тут тепле повітря і вологий клімат. Температурний максимум досягає +28 градусів за Цельсієм, і приблизно однакова температура вище +20 градусів тримається цілий рік. Випадає опадів […]...
- Місце водню в Періодичній системі Атом водню складається з одного протона і одного електрона. Його електронна конфігурація 1s1. Цей найпростіший атом не має аналогів в Періодичній системі. Він здатний втрачати електрон і перетворюватися на катіон H +, і в цьому він подібний з лужними металами. Атом водню також може приєднувати електрон, утворюючи при цьому аніон Н-, в цьому відношенні водень […]...
- Зони кори головного мозку Зміст: Особливості кори головного мозку За що відповідає кора головного мозку Колодки кори головного мозку Кора головного мозку людини – це поверхневий шар, який покриває півкуля головного мозку і переважно утворений вертикально нервовими, орієнтованими клітинами (так званими нейронами), а також їх відростками і еферентних (відцентровими), афферентними пучками (доцентровими) і нервовими волокнами. Крім цього в основу […]...
- Квантові властивості атомів Випромінювання атомів. Істотно важливу інформацію про атоми фізики отримують при дослідженні їх електромагнітного випромінювання. Досвід показує, що оптичні спектри атомів є лінійчатими. Це означає, що спектри випромінювання атомів складаються з окремих спектральних ліній. При цьому кожен атом має свій характерний лінійчатий оптичний спектр. Так, для найпростішого атома водню ще в 1885 р була знайдена емпірично […]...
- Закон збереження енергії в коливальному контурі Як вже розглядалося раніше, під час коливань в коливальному контурі відбувається перехід заряду з конденсатора в котушку і назад. У кожній з частин такого контуру здійснює певну роботу. Тому для такого переміщення заряду і струму необхідна енергія. Так само, як і в випадку з описом кожної частини періоду, так і з енергією є така ж […]...
- Структури зони вторинного збагачення Інформація, що міститься в деяких титаномагнетитів ульвешпінель переходить до теперішнього окислення спочатку в ільменіт. Всі марганцеві мінерали при окисленні прагнуть до утворення пиролюзита і “псиломелан”, причому останній при більш високому вмісті іонів барію або свинцю правильніше називати голландита або коронадітом. Вони часто характеризуються прекрасними ритмічними структурами. З сфалерита виникає ZnSO4, а з нього у свою […]...
- Паливні та енергетичні ресурси Атлантичного океану В Атлантичному океані і його морях виявлено велику кількість морських родовищ нафти і газу, в тому числі з одним з найвищих у світі рівнів видобутку цих видів палива. Вони розташовані в різних районах шельфової зони океану. У його західній частині вельми великими запасами і обсягом видобутку відрізняються надра лагуни Маракайбо. Нафта витягується тут більш ніж […]...
- Природні зони арктичного і субарктичного кліматичних поясів З природою цих зон ви знайомилися в Північній Америці. Арктичні пустелі, тундри і лісотундри в Євразії не заходять так далеко на південь, як у Північній Америці. У природі цих зон на обох материках багато спільного. І це не випадково. Адже зони розташовані на північній околиці материків, де період низьких температур тривалий, розвинена багаторічна мерзлота, багато […]...
- Іонний зв’язок Хімія – “чарівна” наука. А де ви ще отримаєте безпечну речовину, з’єднавши два небезпечних? Йдеться про звичайної повареної солі – NaCl. Розглянемо докладніше кожен елемент, спираючись на раніше отримані знання про будову атома. Натрій – Na, лужної метал (група IA). Електронна конфігурація: 1s22s22p63s1 Як бачимо, натрій має один валентний електрон, який він “згоден” віддати, щоб […]...
- Природні зони Африки – загальна характеристика 1. Опишіть по типовому плану природну зону материка з використанням тематичних карт атласу, додаткової літератури. Природна зона вологих екваторіальних лісів ДП: б-н р. Конго, узбережжя Гвінейської затоки Температури: близько + 25ºС Опади: більше 2000 мм. Грунти: червоно-жовті фералітні. Рослинний світ: фікуси, олійна і винна пальми, сейба, хлібне дерево, багато епіфітів, папоротей, ліани. Тваринний світ: жирафи […]...
- Внутрішня енергія тіла Молекули, з яких складається тіло, постійно здійснюють безладне тепловий рух. Вони рухаються відносно один одного, обертаються, здійснюють коливальні рухи (подібно пружинам). Існує кінетична енергія такого руху, а також потенційна енергія коливань молекул. Крім того, існує потенційна енергія взаємодії молекул між собою (за рахунок сил тяжіння і відштовхування). Сума всіх цих енергій і становить внутрішню енергію […]...
- Енергія зв’язку нуклонів у ядрі Енергією зв’язку називається енергія, яку необхідно затратити для того, щоб розщепити ядро. Її звичайно виражають у мегаелектронвольтах (Мев) (1 Мев= 1,6 – 10-13Дж). Стійкість атомного ядра характеризується енергією зв’язку (Езв). Під енергією зв’язку ядра розуміється енергія, необхідна для повного розщеплення ядра на окремі нуклони. Базуючись на законі збереження енергії можна сказати, що енергія зв’язку дорівнює […]...
- Дві сторони рівні і паралельні Однією з ознак паралелограма є те, що якщо в чотирикутнику дві сторони рівні і паралельні, то такий чотирикутник є паралелограмом. Тобто, якщо у чотирикутника дві сторони рівні і паралельні, то дві інші сторони також виявляються рівними між собою і паралельними один одному, т. К. Цей факт є визначенням і властивістю паралелограма. Таким чином, паралелограм можна […]...