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基本电子材料

物质由原子组成的分子组成。根据玻尔的理论,“原子由带正电荷的核和一些在各种轨道上围绕核旋转的带负电荷的电子组成”。当电子从较低的状态升高到更高的状态时,据说是被激发的虽然令人兴奋,如果电子从核中完全去除,那么这个原子就被称为ionic化。因此,将原子从正常状态升高到该ionic化状态的过程被称为电离

下图显示了原子的结构。

原子结构

根据玻尔的模型,电子被称为在特定的轨道移动,而根据量子力学,电子被称为原子的自由空间,称为轨道(Orbital)量子力学理论被证明是正确的。因此,可能发现电子的三维边界称为原子轨道

量子数

电子移动的每个轨道的能量和形状都不同。可以使用离散的积分集和称为量子数的半积分来表示轨道的能级。有四个量子数字用于定义波函数。

主要量子数

描述电子的第一个量子数是主量子数它的符号是n它指定数量的大小或顺序(能级)。随着n值的增加,从电子到核的平均距离也增加,电子的能量也增加。主能级可以理解为壳。

角动量子数

这个量子号有l个符号。该l表示轨道的形状。范围从0到n-1。

l = 0,1,2 ... n-1

对于第一个shell,n = 1。

即,对于n-1,l = 0是l的唯一可能的值,因为n = 1。

所以当l = 0时,称为S轨道。S的形状是球形。下图表示S的形状。

球形

如果n = 2,则l = 0,1,因为它们是n = 2的两个可能值。

我们知道,对于l = 0,它是S轨道,但是如果l = 1,则是P轨道。

电子更容易发现的P轨道是哑铃形状。如下图所示。

哑铃

磁量子数

该量子数由m l表示,表示围绕核的轨道的取向。m l的值取决于l。

ml=(lto+l)

对于l = 0,m l = 0,这表示S轨道。

对于l = 1,m l = -1,0,+1这三个可能的值,这表示P轨道。

因此,我们有三个P轨道,如下图所示。

轨道

旋转量子数

这由m s表示,这里的电子在轴上旋转。电子旋转的运动可以是顺时针或逆时针,如下所示。

旋转量子数

该自旋量子数的可能值将如下,

ms=+12up

对于称为旋转的运动,结果是正半。

ms=12down

对于称为旋转的运动,结果为负半。

这些是四个量子数。

保利排除原则

根据保利排除原则,原子没有两个电子可以具有相同的一组四个相同的量子数这意味着,如果任何两个电子具有相同的n,s,ml值(如上所述),那么其中的l值肯定是不同的。因此,没有两个电子将具有相同的能量。

电子壳

如果n = 1是一个shell,那么l = 0就是一个子shell。

同样,n = 2是一个shell,l = 0,1是一个子shell。

对应于n = 1,2,3,...的电子壳分别由K,L,M,N表示。对应于l = 0,1,2,3等的子壳或轨道分别用s,p,d,f等表示。

电子外壳

我们来看一下碳,硅和锗的电子配置(第IV-A组)。

团体

观察到,在每种情况下,最外面的p子壳仅包含两个电子。但可能的电子数为6。因此,每个外壳最多有四个价电子因此,原子中的每个电子具有比能量。任何类型物质中分子内的原子排列几乎都是这样的。但原子之间的间距不同于材料。

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