Физические основы микроэлектроники. Базир Г.И. - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

30
Ионные кристаллы представляют собой соединения с преобладающим
ионным характером химической связи, в основе которой лежит электрическое
взаимодействие между заряженными ионами.
Типичными предс тавителями ионных кристаллов являются галогениды
щелочных металлов со структурой типа NaCl и CsCl.
В ионных кристаллах притяжение обусловлено, главным образом, куло-
новским взаимодействием между заряженными ионами. Кроме притяжения
между равномерно заряженными ионами
существует так же отталкивание, обу-
словленное, с одной стороны, отталкиванием одноименных зарядов, с другой, –
действием принципа запрета Паули, поскольку каждый ион обладает устойчи-
выми электронными конфигурациями инертных газов с заполненными оболоч-
ками. В условиях, когда существуют одновременно и силы притяжения и силы
отталкивания, устойчивость ионных кристаллов объясняется тем, что расстоя-
ние между разноименными зарядами меньше, чем одноименными и, следова-
тельно, силы принятия преобладают над силами отталкивания.
2.5.3. Ковалентные кристаллы
К ковалентным кристаллам относят тверд ые тела, кристаллическая струк-
тура которых образована за счет ковалентной связи.
Типичными представителями кристаллов с чисто ковалентной связью яв-
ляются: алмаз, кремний, германий, серое олово. Ковалентная связь обусловлена
электронным взаимодействием между атомами.
Для понимания существа ковалентной связи ограничимся рассмотрением
механизма образования молекулы водорода Н
2
. Атом водорода в изолирован-
ном состоянии имеет 1S
1
электрон, так что ему не хватает одного электрона для
того, чтобы получилась полностью заполненная оболочка, аналогичная атому
инертного газа, например, гелия. При сближении двух атомов водорода воз-
можно перекрытие электронных оболочек и переход электрона от первого ато-
ма ко второму, а второго – к первому. При этом перекрытие может происходить
без
переходов электронов на более высокие энергетические уровни – электрон-
ные оболочки не полностью заполнены, и принцип запрета Паули разрешает
такое перекрытие. При некотором расстоянии между ядрами, соответствующем
минимуму энергии системы, силы притяжения уравниваются силами отталки-
вания и образуется молекула Н
2
, электронная оболочка которой подобна обо-
лочке инертного газа гелия. В такой молекуле атомов водорода нет, в ней со-
держатся тол ько составные части этих атомов – два протона и два электрона.
Электроны, которые входили в состав отдельных атомов, становятся общими
для обоих ядер или, как говорят, электроны коллективизируются обоими ядра-
ми. При
этом, поскольку электроны совершенно одинаковы, то при их обмене
местами состояние системы не меняется (обменное взаимодействие).
Основной характерной особенностью ковалентных кристаллов является то,
что количество ковалентных связей, образуемых каждым атомом со своими со-
седями, равно количеству неспаренных валентных электронов атома в свобод-
ном состоянии или возбужденном валентном состоянии.

Страницы