Atomning tuzilishi

Atomning tuzilishi Elektr o'tkazuvchanlik qobiliyatiga qarab, qattiq jismlar o'tkazuvchilarga, yarim o'tkazuvchilarga va izolyatorlarga bo'linadi. Ular bir-biridan farq qilishiga sabab atom elektron qobiqlarining turlichaligidir. Ma'lumki, istalgan elementning atomi musbat zaryadlangan yadro va yadro atrofida harakatlanadigan elektronlardan tashkil topgan. Yadro musbat zaryadlangan proton va elektroneytral neytronlardan iborat. Yadro zaryadi Zundagi protonlar soni bilan aniqlanadi va shu elementning Mendeleyev davriysistemasidagi tartib nomeri bilan mos keladi. Atom yadrosi atrofida yopiq orbitalar bo'ylab harakatlanadigan elektronlar soni ham Z ga teng va shuning uchun ham atom elektroneytral. Atomdagi elektronlar ma'lum n =1, n=2, n=3 orbitalar (qobiqlar) bo'ylab joylashadi. Har bir orbitada 2n2 ta elektron joylashishi mumicin va ularning energiyalari ham bir xil. Har bir qobiqdagi elektronlarning energiya-lari mos ravishda Ev E2, E,,deb belgilanadi. Orbitalar orasida man qilingan energetik sath AE mavjud bo'lib, uning kengligi elektron orbitalarda ega bo'lishi mumkin bo'lgan energiyalar farqi bilan aniqlanadi: AE=E2 - Ev Yarim o'tkazgichlarning tuzilishi Misol uchun yarim o'tkazgichning tipik vakili bo'lgan germaniyni qaraylik. Uning tartib nomeri 32 va to'rtta elektron qobig'i mavjud: 1-qobiqda 2 ta; 2-qobiqda 8ta, 3-qobiqda 18 ta,4- qobiqda esa 4 ta elektron joylashgan. Uchta ichki qobiqdagi elektronlar turg'un bo'lib, kimyoviy reaksiya-larda ishtirok etmaydi. Oxirgi to'rtinchi qobiqdagi elektronlar esa atom yadrosi bilan juda kuchsiz bog'langan. Aynan shu elektronlar elementning boshqa atomlarining nechtasi bilan kimyoviy bog'lanishga kira olish qobiliyatini ko'rsatib, mazkur elementning valentligini aniqlaydi. Shuning uchun ham oxirgi qobiqdagi elektronlarga tashqi yoki valentli elektronlar deyiladi. Tashqi qobig'ida to'rtta elektroni mavjud bo'lgan germaniyning valentligi to'rtga teng. Mazkur atomga boshqa atomlar yaqinlashganida valent elektronlar boshqa atomning valent elektronlari bilan oson ta'sirlashadi va kimyoviy bog'lanish hosil qiladi. Atom qobig'iga ma'lum energiya berilganda atomnig ionlashuvi ro'y berishi mumkin. Aynan so'nggi qobiqdagi elektronni ozod qilish uchun eng kam energiya taqozo qilinadi. Germaniy, kremniy va yarim o'tkazgichlarning boshqa bir qancha vakillari kristall moddalar hisoblanadi. Ularning atomlari ma'lum qonuniyatlarga muvofiq joylashgan bo'ladi. Energetik sathlar Kvant mexanikasi qonunlariga muvofiq atomdagi har bir elektron ma'lum bir energiyaga ega bo'lishi, ya'ni ruxsat etilgan ma'lum energetik sathdagina turishi mumkin. Elektron boshqa energetik sathlarda bo'lishi mumkin emas, chunki bu sath ular uchun man qilingan deyiladi. Bordi-yu, biror atomga ikkinchisini 1 nm dan kichikroq masofaga yaqinlashtir-sak, energetik sathlar o'zgarib ketishi mumkin. Kristall hosil bo'lishida energetik sathlarning keskin o'zgarishi ro'y berib, alohida atomlarning sathlari ancha suriladi. Energetik zonalar Kristallda ko'p miqdorda energetik sathlar mavjudli-gi va oralaridagi farq kichikligi sababli ular qo'shilishib, ancha keng energetik zonalarni hosil qilishadi. Bu ruxsat etilgan zonalarni bir-birlaridan man qilingan zonalar ajratib turadi. Sathlarning yoyilishi atom elektronlarining barchasiga xos ...