Atom sistemasini xarakterlovchi kvant sonlari. Pauli prinsipi
Yadro atrofida orbita bo’ylab aylanayotgan elektron impuls momentiga ega bo’lib, u orbital moment ( ) deb yuritiladi. Uning modulini
(6.15)
orqali topiladi. Buerdagi l kattalik orbital kvant soni bo’lib, u ( n – bosh kvant soni ) qiymatlarni qabul qiladi.
Elektron orbital momentini Z o’qidagi proeksiyasi uchun
(6.16)
o’rinli bo’ladi. Bu yerdagi m magnit kvant soni deb atalib, u qiymatlarni qabul qiladi.
Energetik sathlarning ajralishini tushuntirish uchun 1925-yilda Gaudsmit va Ulenbeklar elektronlar xususiy orbital moment ( spin – s )ga ega bo’lishi to’g’risidagi farazni ilgari surdilar. Keyinchalik tajribalar elektronning spini mavjudligini isbotladi. Spin
(6.17)
formula asosida aniqlanadi, bunda s – spin kvant soni bo’lib, elektron uchun ga teng.
Kvant mexanikasining qonunlaridan yana biri Pauli prinsipi hisoblanadi. Bu prinsip quyidagicha ta’riflanadi: Atomda yoki biron-bir kvant sistemada to’rtta n, l, m,s kvant sonlariga ega bo’lgan ikkita elektron bitta kvant holatida bo’lishi mumkin emas. Mendeleev davriy sistemasining to’ldirilishida Pauli prinsipi asosiy rol o’ynaydi.
Energetik satxlar. Ma’lumki atomdagi elektronlar aniq diskret energetik qiymatlarga ega bo’ladi. Odatda, elektron ega bo’lishi mumkin bo’lgan energiyalarning qiymatlarini ruxsat etilgan energetik qiymatlar deyiladi.
Agar atomlar orasidagi masofa 10-9m dan kichik bo’lsa, (r<10-9m) u ҳolda atomlar orasidagi o’zaro ta’sir natijasida atomlarni energetik satxlari elektronlar diskeret energetik qiymatlarga ega bo’lganligi uchun energetik satxlarni joylanishi 1-rasmda ko’rsatilgandek bo’ladi. Bu energetik satxlarni oraliqlari taxminan 10-22 ev ga teng bo’lib zonalar xosil bo’ladi.
Kvant nazariyasiga asosan elektronlar energiyasi energetik satx deb ataluvchi faqat diskret (ya’ni chekli oralilar bilan ajralgan) qiymatlarni qabul qila olishi mumkin.Energetik satxlarni elektronlar tomonidan ishg’ol etilishida Paulining taqiqlanish prinstipi bajarilishi kerak.
Natijada izolyastiyalangan atomdagi bitta energetik satx o’rniga qattiq jismda bir-biriga yaqin joylashgan N dona energetik satxlar gruppasi vujudga keladi. Bu satxlar gruppasi energetik zona deb ataladi. Bu ruxsat etilgan energetik zonalar taqiqangan zonalar bilan ajratilgan bo’ladi (1-rasm). Odatda energetik zonaning kengligi bir necha elektron-volt bo’ladi.
|
1-rasm
|
Absolyut nol ҳaroratda kristall energiyasi minimal bo’lishi kerak. Shuning uchun valent elektronlar juft-juft ҳolda ruxsat etilgan zonaning pastki satxini to’ldiradi. Bu satxlar atomning asosiy valent elektronlar egallagan satxdan xosil bo’ladi. Buni biz valent zona deb ataymiz. Bu zonaga eng yaqin turgan ruxsat etilgan zona, bo’sh zona yoki o’tkazuvchanlik zonasi deyiladi. Bu ikki zona taqiqlangan zona bilan ajratilgan bo’ladi (3-rasm)
|
|
|
