Введение в физику твердого тела. Начало квантовой механики

Введение в физику твердого тела. Начало квантовой механики

Г.Г.ФИЛИПЕНКО

КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА. ВВЕДЕНИЕ В НАЧАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО

ТЕЛА.

Электроны проводимости вносят низкий вклад в теплоемкость металла

(закон Дюлонга-Пти).

Теоретический же расчет по модели Друде показывает,что вклад электронов в

теплоемкость должен быть значительным.

Атомы металлов плотно упакованы, но не в один, а в несколько типов

упаковок - кристаллические решетки. Значит кроме плотной упаковки, при

формировании кристаллической решетки металла, играют роль также и

химические свойства атомов (атомных остовов).

Металлическая связь объясняется объединением нескольких внешних

электронов атомов металла в общей, для этих электронов, зоне

проводимости.

Существование зоны доказано в известном опыте, когда возникал

кратковременный ток при торможении предварительно раскрученной

катушки, а число электронов проводимости определено из опытов Холла.

Как определить “ химические” свойства атомного остова? Для

этого определим число гибридных орбиталей атомного остова, окруженного

и притягиваемого зоной проводимости.

У алмаза плотность упаковки атомов в кристаллической решетке

равна 34 процентам, а координационное число (число ближайших атомов

для центральноизбранного) равно 4. На одну гибридную орбиталь атома

алмаза приходится 34 разделить на 4 равно 8,5 процентов.

По аналогии для атома натрия 68 разделить на 8 равно 8,5 процентов.

Отсюда число гибридных орбиталей для атомов плотнейших упаковок

будет равно 74 разделить на 8,5 равно

9 шт. (орбиталей).

Изложено в работе “К вопросу о металлической связи в

плотнейших упаковках химических элементов”

http://kristall.lan.krasu.ru/Science/publ_grodno.html

http://sciteclibrary.ru/eng/catalog/pages/5216.html (in

English)

Электроны внешних оболочек или подоболочек сначала

заполняют гибридные орбитали, а оставшиеся электроны размещаются в

зоне проводимости. Предположительно, в

реальном пространстве, зона проводимости должна находится в районе

поверхности ячейки Вигнера-Зейтца. Грубо, она напоминает собой

пчелиные соты.

Поэтому электроны проводимости вносят низкий вклад в

теплоемкость металла, т.к. они по сути находятся в пространстве

двумерном со сложной поверхностью. Здесь ошибка Друде. А периодичность

для электрона проводимости в кристалле связана не столько с

постоянной решетки , сколько со стереометрией гибридных (валентных)

орбиталей атомных остовов. Смотри осциляции в опытах де-Гааза-ван-

Альфена по исследованию поверхности Ферми.

С учетом вышеизложенного ясно, что механизмы заполнения

и расчетов электронных уровней для атомных остовов и для зоны

проводимости должны быть различными.

Положительным в статье видится то, что расчеты

свойств материалов можно вести сразу для химического элемента, а не

для пустого куба Борна-Кармана. Все это наверное диковато для

квантового механика , так будем терпимы к инакомыслящим.

ГРОДНО январь 2004.