Сучасні уявлення про електричні властивості речовин
З розвитком подальших уявлень властивості речовин проводити електричний струм стали характеризувати кількісно – значенням питомої електричної провідності, вимірюваної в Сіменс на метр (См / м). При кімнатній температурі провідність провідників лежить в діапазоні від 106 до 108 См / м, а у діелектриків (ізоляторів) менше 10-8 См / м.
Речовини, по провідності займають проміжне положення, логічно назвати напівпровідниками або полуізоляторами. Історично закріпилося перша назва. Провідність напівпровідників лежить в межах від 10-8 до 106 См / м. Між цими 3 видами речовин не існує різких кордонів, якісні відмінності визначаються різницею кількісних властивостей.
З фізики відомо, що електрон в твердому тілі не може володіти довільною енергією, ця енергія може приймати лише певні значення, звані енергетичними рівнями. Чим ближче електрон в атомі до ядра, тим нижче його енергія. Найбільшою енергією володіє віддалений електрон. В електричних і хімічних процесах беруть участь лише електрони зовнішньої оболонки атома (електрони т. зв. валентної зони).
Електрони з більш високою енергією, ніж електрони валентної зони, відносяться до електронів зони провідності. Ці електрони не пов’язані з окремими атомами, і вони безладно рухаються всередині тіла, забезпечуючи провідність.
Атоми речовини, що віддав електрон в зону провідності, розглядаються як заряджені позитивно іони, вони нерухомі і утворюють кристалічну решітку речовини, всередині якої рухаються електрони провідності. У провідників (металів) зона провідності примикає до валентної зоні, і кожен атом металу без перешкод віддає в зону провідності один або більше електронів, що і забезпечує металам властивість електропровідності.
Related posts:
- Два види провідності напівпровідників При температурі абсолютного нуля (-273 ° С), в чистому напівпровіднику (власному напівпровіднику, або напівпровіднику i-типу) всі електрони перебувають у складі атомів, і напівпровідник є діелектриком. При підвищенні температури частина електронів валентної зони потрапляє в зону провідності, і виникає електронна провідність. Але коли атом втрачає електрон, він стає зарядженим позитивно. Переміщатися під дією електричного поля атом, […]...
- 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 […]...
- Електричні провідники Як ми пам’ятаємо фізичні тіла складаються атомів і молекул (більш складна структура з атомів), які представляють собою ядра і електрони, що обертаються навколо ядер по своїх орбітах. Атоми в твердому речовині розташовуються відносно один одного в строго певному порядку. Цей порядок обумовлений приналежністю до певного речовини. Електронів в різних речовинах ведуть себе неоднаково. У деяких […]...
- Електричний струм у напівпровідниках Напівпровідники – це матеріали, які при звичайних умовах є діелектриками, але зі збільшенням температури стають провідниками. Тобто в напівпровідниках при збільшенні температури, опір зменшується. Будова напівпровідника на прикладі кристала кремнію Розглянемо будову напівпровідників і основні типи провідності в них. В якості прикладу розглянемо кристал кремнію. Кремній є чотирьохвалентним елементом. Отже, в його зовнішній оболонці є […]...
- Електрична провідність різних речовин У цій главі ви познайомитеся з фізичними процесами, які зумовлюють проходження струму в різних середовищах. Як рухаються електрони в металевому провіднику, коли в ньому немає електричного поля? Як змінюється рух електронів, коли до металевому провіднику прикладають напругу? Електричний струм проводять тверді, рідкі та газоподібні тіла. Чим ці провідники відрізняються один від одного? Ми познайомилися з […]...
- Механізми електропровідності Існує класифікація речовин в залежності від їх провідності. Так, до провідників відносять речовини, питома провідність яких лежить в діапазоні {10} ^ 6 {10} ^ 8 \ frac {см} {м}, до діелектриків речовини з питомою провідністю менше {10} ^ {- 6 } \ frac {см} {м}. Напівпровідники лежать всередині цього діапазону, їх провідність може бути від […]...
- Валентність Зовнішня електронна оболонка атома, яка відповідно і визначає його хімічні властивості, може містити не більше восьми електронів. Виняток становлять лише атоми водню і гелію, на єдиній орбіталі яких може перебувати не більше двох електронів. За допомогою зовнішніх електронів, які називають валентними, здійснюється хімічний зв’язок між атомами, і утворюються хімічні сполуки. Електронну оболонку, яка містить валентні […]...
- Електрична провідність напівпровідників У напівпровідниках власна провідність є електронно – доречний. Даний вид провідності дуже слабкий. Число вільних електронів утворилися при кімнатній температурі, наприклад, в Німеччині становить всього одну десятимільярдний від загального числа атомів. Тому на практиці частіше використовують напівпровідники, в яких додані різні домішки. Основним плюсом цього способу є те, що за наявності домішок до власної провідності […]...
- Сучасні уявлення про походження і еволюцію Сонця і зірок Сонце утворилося з величезної хмари газу 4,5 мільярда років тому. Так само, як інші зірки, що згущаються з молекулярних хмар, Сонце гравітаційно виросло з океану водню, гелію і вкраплень інших елементів. Планети сформувалися з залишків речовини. Нарощування і зіткнення визначили їх розміри і розташування в партії космічного більярду. Коли в XVIII столітті завоювала визнання геліоцентрична […]...
- 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 […]...
- Сучасні уявлення про виникнення життя на Землі У 1924 р вітчизняний вчений-біохімік А. І. Опарін опублікував працю “Походження життя”, що змусив весь світ по-новому поглянути на питання про походження життя на Землі. Згідно з гіпотезою, висунутою Опаріним, життя зародилося на Землі, а не У своїй роботі Опарін підкреслював, що перші попередники організмів (протобіонти) в ході ряду хімічних і фізичних процесів (етап хімічної […]...
- Магнітні властивості речовин Всі речовини в навколишньому нас природі в тій чи іншій мірі володіють магнітними властивостями. Ще в давні часи була відома дивовижна здатність деяких мінералів притягувати залізні предмети. Серед численних навігаційних приладів, необхідних для прокладання курсу корабля або літака, обов’язково присутній магнітний компас. У найточніших вимірювальних приладах до числа основних деталей відносяться постійні магніти. Відомо, що […]...
- Магнітні властивості речовини. Магнітна проникність Численні досліди свідчать про те, що всі речовини, вміщені в магнітне поле, намагнічуються і створюють власне магнітне поле, дія якого складається з дією зовнішнього магнітного поля. Магнітна проникність – це фізична скалярна величина, що показує, у скільки разів індукція магнітного поля в даній речовині відрізняється від індукції магнітного поля у вакуумі. Речовини, що ослабляють зовнішнє […]...
- Нерозгалужені і розгалужені лінійні електричні кола з одним джерелом живлення Якщо велике число пасивних елементів разом з джерелом е. д. з. утворюють електричний ланцюг, то їх взаємне з’єднання може бути виконано різними способами. Існують такі характерні схеми таких з’єднань. Послідовне з’єднання елементів – це найпростіше з’єднання. При такому з’єднанні в усіх елементах ланцюга протікає один і той же струм. За цією схемою можуть бути з’єднані […]...
- Електрична провідність речовин Електрична провідність речовини залежить концентрації в ньому вільних зарядів, їх виду, а також від умов зовнішнього середовища, в якій речовина знаходиться. Електричний струм може протікати через всі тіла – тверді, рідкі газоподібні і навіть через вакуум. Електричну провідність речовини називають його здатність проводити електричний струм під дією електричного поля. Чим більше концентрація вільних зарядів у […]...
- Електричний опір провідника Електричний опір провідника виникає при протіканні по провіднику електричного струму. Тобто, коли при русі по провіднику електронів, відбувається зіткнення цих електронів з атомами провідника. При такому зіткненні, що рухається, вибиває з атома один з його вільних електронів і стає на його місце, а частина енергії, отриманої електроном від джерела е. р. с., перетворюється в тепло, […]...
- Електричні машини та апарати Що представляють люди, коли чують вислів – електричні машини? Швидше за все, щось рухомі і працює від електричної енергії. Вірно. Значить, електричні машини – є електромеханічними пристроями, що здатні перетворювати енергію електрики в механічну енергію і навпаки. Думаю, не складно буде уявити, які електротехнічні пристрої можна віднести до електричних машин – це всі види електрогенераторів, […]...
- Сучасні уявлення про різноманітність живого Звичніше всього поділяти живі істоти на рослин і тварин. Сходять ці уявлення до Аристотеля, який запропонував в якості критеріїв для віднесення живих організмів до тієї чи іншої групи рухливість і чутливість. Рослини нерухомі і нечутливі, тварини – навпаки. Лінней, основоположник сучасної систематики, в повній згоді з класифікацією Аристотеля виділив два царства: Рослини і Тварини. Згодом […]...
- Сучасні уявлення про рух Землі Сучасні уявлення про рух Землі зводяться до наступних основних положень: 1. околосолнечного орбіта Землі, так само як і інших планет Сонячної системи, є не дуже витягнутих еліпсом, в одному з фокусів якого знаходиться Сонце. Середня швидкість руху Землі по орбіті приблизно дорівнює 30 км / с. 2. Рухаючись по орбіті, Земля робить повний оборот приблизно […]...
- Сучасні уявлення про ноосферу Одним з унікальних етапів еволюції біосфери з’явилося виникнення розуму та інтелекту як вищої пізнавальної здатності живого організму. Завдяки появі розуму виникає суспільство – сукупність індивідуумів, здатних до спільної праці, до планомірної діяльності, до спільної духовного життя. Поява інтелекту радикальним чином прискорило темпи практично всіх процесів, що протікають у зовнішній оболонці Землі – біосфері. В. І. […]...
- Чим напівпровідники відрізняються від металів Тверді тіла – це метали, напівпровідники і діелектрики. Вони відрізняються один від одного за своїх електронних властивостях. Електропровідність твердих тіл визначається властивостями електронів. Що таке напівпровідники і метали Напівпровідники відносяться до металів, до твердих тіл. До їх числа належать германій, кремній, миш’як і ін, а також різні сплави і хімічні сполуки. Метали – це тверді […]...
- Домішкова провідність напівпровідників Власна провідність напівпровідників зазвичай невелика, так як число вільних електронів, наприклад, в германии при кімнатній температурі близько 3 – 1013 см-3. У той же час число атомів германію в 1 см3 ~ 1023. Провідність напівпровідників збільшується з введенням домішок, коли поряд з власною провідністю виникає додаткова домішкова провідність. Примесной провідністю напівпровідників називається провідність, обумовлена наявністю […]...
- Р-н-перехід і його властивості Тонкий шар напівпровідника між двома областями, одна з яких представляє напівпровідник р-типу, а інша я-типу, називають р – / г-переходом. Концентрації основних носіїв заряду в р – і я-областях можуть бути рівні або істотно різнитися. У першому випадку р-я-перехід називають симетричним, у другому – несиметричним. Найчастіше використовують несиметричні переходи. Нехай концентрація акцепторної домішки в р-області […]...
- Струм в напівпровідниках Поява дірки замість електрона зв’язку не залишається непоміченим для інших атомів. У цю дірку може легко заскочити електрон зв’язку від сусіднього атома, так як для цього потрібно набагато менше енергії, ніж для звільнення електрона. Тоді дірка залишиться в сусідньому атомі. У неї може застрибнути електрон з наступного атома, при цьому дірка утворюється в наступному атомі. […]...
- Електричні властивості металів Електричні властивості металів характеризуються електропровідністю і зворотним їй властивістю – електричним опором. Хороша електропровідність і, отже, низький електричний опір у срібла, міді, алюмінію. Саме тому мідь і алюміній в основному використовуються як матеріал для проводів. Найменша величина електричного опору з технічних металів у медм (1,67 10-4 Ом – м). У алюмінію воно в 1,6 разів […]...
- Властивості електричного поля Всі предмети навколо нас матеріальні. Матерія представлена у вигляді різних комбінацій елементарних частинок. Ці частинки називають атомами речовини. З фізики Ви повинні пам’ятати, що модель атома має наступну будову: є ядро, яке є об’єднанням протонів (позитивно заряджених частинок) і нейтронів. Навколо цього ядра на деякій відстані по своїх орбітах обертаються більш дрібні негативні частинки під […]...
- 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 […]...
- Типи ядерних перетворень Якщо в ядрі занадто багато протонів або нейтронів, то такі ядра не стійкі і зазнають мимовільні перетворення, в результаті яких змінюється склад ядра, і, отже, ядро атома одного елемента перетворюється на ядро іншого елемента. При цьому процесі ядра, випускають радіоактивні випромінювання. Існують наступні види ядерних перетворень: альфа-розпад, бета-розпад (електронний та позитронний), електронний захват, внутрішня конверсія. […]...
- Електричні та акустичні властивості деревини Як показали численні дослідження електричних властивостей деревини, її електропровідність, т. Е. Здатність проводити електричний струм, знаходиться в зворотній залежності від її електричного опору. Існують поверхневе і об’ємне опору, які в сумі дають повний опір зразка деревини, розміщеного між двома електродами. Об’ємний опір характеризує перешкоду проходженню струму крізь товщу зразка, а поверхневе – по поверхні. Показниками […]...
- Хімічний зв’язок. Будова речовин Хімічні частинки, утворені з двох або кількох атомів, називаються молекулами (реальними або умовними формульними одиницями багатоатомних речовин). Атоми в молекулах хімічно пов’язані. Під хімічним зв’язком розуміють електричні сили тяжіння, що утримують частинки один біля одного. Кожна хімічний зв’язок в структурних формулах представляється валентної рисою, наприклад: H – H (зв’язок між двома атомами водню); H3N – […]...
- Дифракція електронів: суть Дифракція електронів була відкрита фізиками К. Девіссон і Л. Джермером з США. Ними застосовувалися електрони, що мають енергію близько 100 еВ (так звані повільні електрони). Тонкий пучок електронів падав на грань монокристала нікелю нормально до її поверхні. Реєстрація розсіяних під різними кутами електронів виявила наявність чітких максимумів, на подобі тим, які утворюються при дифракції рентгенівських […]...
- 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 […]...
- Напівпровідники: визначення Напівпровідники – матеріали за своїми електропровідним властивостям, які стоять між провідниками і діелектриками. Напівпровідники займають левову частку за частиною використовуваних матеріалів при виробництві електронних компонентів. Варто лише згадати транзистори, діоди, інтегральні мікросхеми без яких неможлива робота жодного електронного приладу. Електрична провідність напівпровідникових матеріалів збільшується зі зростанням температури. При температурах близьких до абсолютного нуля напівпровідники набувають […]...
- Будова і властивості органічних речовин Органічними речовинами (за тим невеликим винятком, про який йшлося вище) є хімічні сполуки, що містять у своїй молекулі вуглець. Крім нього, до складу органічних сполук майже завжди входить водень, часто кисень, азот, сірка і фосфор, а іноді і багато інших елементів, включаючи різні метали. Органічні речовини входять до складу всіх живих організмів і постійно в […]...
- Електричний струм у вакуумі До того, як в радіотехніці стали використовувати напівпровідникові прилади, скрізь використовувалися електронні лампи. Поняття вакууму Електронна лампа представляла собою запаяний з обох кінців скляний тубус, в одному боці якого розташовувався катод, а в іншому анод. З тубуса відчалювали газ до такого стану, при якому молекули газу могли пролетіти від однієї стінки до іншої і при […]...
- Окислення органічних речовин Основний реакцією, що дозволяє вивільняти енергію, що використовується для життєдіяльності, є окислення органічних речовин, що надходять з їжею. В основі реакції окислення лежить передача електронів з однієї молекули на іншу, яка при цьому відновлюється. Існує кілька механізмів окислення. Найбільш часто використовується в клітці дегидрирование – відщеплення двох електронів разом з протонами. Окислювальні процеси в клітці […]...
- Чому процеси горіння речовин відносять до хімічних Щоб відповісти на питання, чому процеси горіння речовин відносять до хімічних потрібно зрозуміти, що таке сам по собі хімічний процес і що він із себе представляє. Хімічний процес – це сукупність процесів, що забезпечують умови протікання хімічної реакції. Включають процеси транспортування реагентів до зони реакції, продуктів реакції із зони реакції і ін. Явища, в результаті […]...
- Будова і властивості таблиці Менделєєва Періодичний закон Менделєєва: Властивості хімічних елементів, а також форми і властивості утворених ними простих речовин і сполук перебувають у періодичній залежності від величини зарядів ядер їх атомів. З цього закону можна отримати вичерпну відповідь на питання, чому таблиця називається періодичною. Справа в тому, що характеристика кожного елемента таблиці Менделєєва залежить від його місця розташування в […]...
- Металевий хімічний зв’язок – коротко Число електронів зовнішніх енергетичних рівнів металів невелика, вони легко відриваються від ядра. В результаті такого відриву утворюються іони металу і вільні електрони. Ці електрони називаються “електронним газом”. Електрони вільно переміщаються за обсягом металу і постійно зв’язуються і відриваються від атомів. Будова речовини металу таке: кристалічна решітка є кістяком речовини, а між її вузлами електрони можуть […]...
- Хвильові властивості частинок. Дифракція електронів Французький фізик Луї де Бройль висловив припущення про те, що корпускулярно-хвильовий дуалізм притаманний не лише світлі, але і будь-яким частинкам. При цьому він виходив з таких міркувань. – Світло з довжиною хвилі λ володіє корпускулярними властивостями: складається з фотонів з енергією Е = hv і імпульсом р = h / λ (ця формула отримана Ейнштейном). […]...