К вопросу о металлической связи в плотнейших упаковках химических элементов

« К вопросу о металлической

связи в плотнейших упаковках

химических элементов »

Г.Г.Филипенко

Гродно

АННОТАЦИЯ.

Обычно в литературе металлическая связь описывается, как осуществленная посредством обобществления внешних электронов атомов и не обладающая свойством направленности. Хотя встречаются попытки (см. ниже ) объяснения направленной металлической связи т.к. элементы кристализуются в определенный тип решетки.

В работе «К вопросу о металлической связи в плотнейших упаковках химических элементов» показано, что металлическая связь в плотнейших упаковках (ГЕК и ГЦК) между центральноизбранным атомом и его соседями в общем случае, предположительно, осуществляется посредством 9 (девяти) направленных связей, в отличие от числа соседних атомов равного 12 (двенадцати) (координационное число). Металлическая валентность элемента в его монокристалле и валентность этого элемента по кислороду, водороду- разные понятия.

Введение.

Пока невозможно в общем случае в ыв ести из квантовомеханических расчетов кристаллическую структуру металла по электронному строению атома, хотя, например, Ганцхорн и Делин гер указ али на возможную связь меж ду наличием кубической объемно-центрированной решетки в подгруппах титана, ванадия, хрома и наличием в атомах этих металлов валентных d - орбиталей. Нетрудно заметить, что четыре гибридные орбитали направлены по четырем те лесным диагоналям куба и хорошо приспособлены для связи каждого атома с его 8 соседями в кубической объемноцентрированной решетке. При этом оставшиеся орбитали направлен ы к центрам граней элементарной ячейки и, в озможно, могут принимать участие в связи атома с шестью его вторыми соседями /3/ст p. 99.

Первое координационное число (К.Ч.₁ ) “8” плюс второе координационное число (К.Ч.₂ ) “6” равно “14”.

Попытаемся связать внешние электроны атома данного элемента со структурой его кристаллической решетки, учитывая необходимость направленных связей (химия) и наличие обобществл енных электронов (физика), ответственных за гальваномагнитные свойства.

Согласно /1/с тр.20, число Z- электроны в зоне проводимости,получено авторами, предположительно, исходя из валентности металла по кислороду, водороду и обязано быть подвергнуто сомнен ию , т.к. экспериментальные данные по Х оллу и модулю всестороннего сжатия близки к теор етическим т олько для щелочных металлов. ОЦК решетка, Z=1 не выз ывает сомнений. Координационное число равно 8.

На простых примерах покажем, что на одну связь у алмаза при пло тности упаковки 34 % и координационном числе 4 приходится 34%: 4= 8,5%.

У кубической примитивной решетки плотность упаковки 52% и координационное число 6 приходится 52%: б= 8,66% .

У кубической объемноцентрированной решетки плотность у паковки 68% и координационное число 8 приходится 68%: 8= 8,5%.

У кубической гранецентрированной решетки плотность упаковки 74% и координационное число 12 приходится 74%: 12= 6.16%, а если 74%:9=8,22%.

У гексагональной решетки плотность упаковки 74% и координационное число 12 приходится 74%: 12= 6,1 6%, а если 74%: 9= 8,22%.

Очевидно, что эти 8,66-8,22% несут в себе некий физический с мысл . Оставшиеся 26% кратны 8,66 и 100% ги потетическая плотность упаковки возможна при наличии 12 связей. Но реальна ли такая возможность?

Внешние электроны последней оболочки или подоболочек ато ма металла образуют зону проводимости. Число электронов в зоне проводимости влияет на постоянную Холла, коэффициент всестороннего сжатия и т.д.

Построим модель металла-элемента так, чтобы оставшиеся, после заполнения зоны проводимости, внешние электроны последней оболочки или подоболочек атомного остова неким образом влияли на строение кристаллической структуры (например: для ОЦК решетки-8 "валентных" электронов, а для ГЕКи ГЦК - 12 или 9).

Очевидно, что для подтверждения нашей модели необходимо сравнить экспериментальные и теоретические данные по Холлу, коэффициенту всестороннего сжатия и т.д.

ГРУБОЕ, КА ЧЕС ТВЕННОЕ ОПРЕД ЕЛЕНИ Е КОЛ ИЧЕСТВА

ЭЛЕКТРОНОВ В ЗОНЕ ПРОВОДИМОСТИ МЕТАЛЛА - ЭЛЕМ ЕНТА.

ОБЪ ЯСНЕНИЕ Ф АКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ОБРАЗОВАНИЕ ТИПА

РЕШ ЕТКИ МОНО КРИСТАЛЛА И НА ЗНАК ПОСТОЯННОЙ ХОЛЛ А.

(Алгоритм построения модели)

Изм ерения поля Холла позволяют определить знак носителей з аряд а в зоне проводим ости. Одна из зам ечательных особенностей эффекта Холла з аключается, однако, в том , что в некоторых мета ллах коэффициент Холла положителен, и поэтому носители в них должны, видимо, иметь заряд, противоп оложный з аряду электрона /1/. При комнатной температуре это относится к следующим металлам:: ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, цинк, цирконий, ниобий, молибден, рутений, родий, кадмий, церий, празеодим, неодим, иттербий, гафний, тантал, вольфрам, рений, иридий, таллий, свинец /2/. Решение этой зага дки должна дать полная квантовомеханическая теория твер дого тела.

Примерно, как для некоторых случаев применения граничных условий Борна-Кармана, расс мотрим сильно упрощенный одномерный случай зоны проводимости. Вариант первый: тонкая з амкнутая трубка, полностью заполненная электр

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать