Будова твердих тіл.  реферат
Химия

Будова твердих тіл. реферат


Тема: Будова твердих тіл.

Мета роботи розглянути будову атома, взаємодію ядра та електронів, енергетичні зони твердого тіла.

Теоретичні відомості

Атом – найменша, електронейтральна, хімічно неподільна частинка хімічного елемента. Атом складається з щільного ядра з позитивно заряджених протонів та електрично нейтральних нейтронів, яке оточене набагато більшим за розміром хмарою негативно заряджених електронів. Коли кількість протонів дорівнює кількості електронів, атом є електрично нейтральним; в іншому випадку він перетворюється на іон, що має певний електричний заряд. Атоми класифікують відповідно до кількості протонів та нейтронів: кількість протонів визначає хімічний елемент, а кількість нейтронів – його нуклід.

Електрон – стабільна, негативно заряджена елементарна частинка, що входить до складу всіх атомів. Має електричний заряд (-е= −1,6021892(46)×10−19 Кл) і масу (9,109554(906)×10−31 кг). Електрон — хімічно активна складова атома, де вона пов’язана з електропозитивним ядром силами електростатичного притягання.

У квантовій теорії твердого тіла електрон провідності це певна квазічастинка із характерними для даного кристалу властивостями, зокрема законом дисперсії, ефективною масою тощо.

Поряд із делокалізованими електронами, які мають певний квазі-імпульс і рухаються вдоль усього кристалу, існують електроні, локалізовані на домішках чи дефектах кристалічної гратки.

Електронами зони провідності та дірками у валентній зоні визначається провідність матеріалів.

Тверде тіло (Англ. solod) — агрегатний стан речовини, що характеризується стабільністю форми на відміну від інших агрегатних станів рідини та газу.

Будову, властивості та поведінку твердих тіл вивчають: окрема галузь фізики — фізика твердого тіла, хімії — хімія твердого тіла, прикладні науки —матеріалознавство, теоретична механіка, механіка деформівного твердого тіла.

Властивості твердих тіл визначаються їх хімічним складом і залежать від характеру міжатомних зв’язків, типу кристалічної структури та ступеня кристалічної досконалості, а також від фазового складу. Залежно від кількості складових компонентів, що входять до них, тверді тіла можна поділити на прості (однокомпонентні) і складні (багатокомпонентні), які, в свою чергу, можуть бути хімічною сполукою(неорганічною або органічною) або твердими розчинами різного типу (заміщення, вкорінення) .

За типом упорядкування атомів розрізняють кристалічні та аморфні тверді тіла. Кристалі характеризуються наявністю просторової періодичності у розміщенні рівноважних положень колівань атомів, тобто наявністюкристалічної ґратки. Атоми аморфних твердих тіл коливаються поблизу неупорядковано розміщених точок.

Типи зв’язку між атомами у твердих тілах поділяють на п’ять класів:

· Іонний зв’язок (наприклад, NaCl). Основними силами є сили електростатичного притягання.

· Ковалентний зв’язок (наприклад, С (алмаз), Ge, Si). Атоми поділяють одну або більше спільних пар електронів, що спричиняють їх взаємне притягування.

· Металевий зв’язок (наприклад, Cu, Al). Зв’язок між атомами реалізується за рахунок узагальнення їх валентних електронів.

· Молекулярний зв’язок (наприклад, Ar, СН4). Кристал, що утворений з молекул, які пов’язані між собою вандер ваальсовими силами.

· Водневий зв’язок (наприклад, Н2Про (лід), H2F). Зв’язок, що реалізується за донорно-акцепторним механізмом.

Хід роботи

clip_image002Завдання 1. Побудувати модель атома нітрогену.

Рис.1.1 – Модель атома нітрогену

Нітроген (Лат. Nitrogenium, N) —хімічний елемент групи 5 періодичної системи з атомним номером 7 таатомною масою 14,007. Два атоми нітрогену, об’єднуючись, утворюють молекулу хімічного речовини азоту.

Побудувати енергетичну діаграму зв’язку ядра атома з електронами для твердого тіла.

Взаємодія трьох атомів гелію.

clip_image004

Рис.1.2 – Взаємодія трьох атомів гелію

Зобразити енергетичні зони твердого тіла.

clip_image006

Рис.1.3 – Енергетичні зони твердого тіла.

Висновок: ми розглянули будову атома, взаємодію ядра та електронів, енергетичні зони твердого тіла.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *