Giáo trình hình thành phân bố điện từ và khảo sát chuyển động của hạt từ bằng năng lượng p2

Trong khi giải phương trình Schrodinger để tìm năng lượng của những điện tử trong một nguyên tử duy nhất, người ta thấy rằng mỗi trạng thái năng lượng của electron phụ thuộc vào 4 số nguyên gọi là 4 số nguyên lượng:Số nguyên lượng xuyên tâm: (Số nguyên lượng chính) Xác định kích thước của quỹ đạo n=1,2,3,…7 Số nguyên lượng phương vị: (Số nguyên lượng phụ) Xác định hình thể quỹ đạo l=1,2,3,…,n-1...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình hình thành phân bố điện từ và khảo sát chuyển động của hạt từ bằng năng lượng p2 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử δ2ϕ δ2ϕ δ2ϕ ∇ϕ = + + δx 2 δy 2 δz 2 E: năng lượng toàn phần U: thế năng (E-U): động năng ϕ là một hàm số gọi là hàm số sóng. Hàm số này xác định xác suất tìm thấy hạt điệntrong miền không gian đang khảo sát. Trong khi giải phương trình Schrodinger để tìm năng lượng của những điện tử trongmột nguyên tử duy nhất, người ta thấy rằng mỗi trạng thái năng lượng của electron phụthuộc vào 4 số nguyên gọi là 4 số nguyên lượng: Số nguyên lượng xuyên tâm: (Số nguyên lượng chính) Xác định kích thước của quỹ đạo n=1,2,3,…7 Số nguyên lượng phương vị: (Số nguyên lượng phụ) Xác định hình thể quỹ đạo l=1,2,3,…,n-1 Số nguyên lượng từ: Xác định phương hướng của quỹ đạo ml=0,±1, …, m l Số nguyên lượng Spin: 1 1 Xác định chiều quay của electron m s = + và - 2 2 Trong một hệ thống gồm nhiều nguyên tử, các số nguyên lượng tuân theo nguyên lýngoại trừ Pauli. Nguyên lý này cho rằng: trong một hệ thống không thể có 2 trạng tháinguyên lượng giống nhau, nghĩa là không thể có hai điện tử có 4 số nguyên lượng hoàntoàn giống nhau.II. PHÂN BỐ ĐIỆN TỬ TRONG NGUYÊN TỬ THEONĂNG LƯỢNG: Tất cả các nguyên tử có cùng số nguên lượng chính hợp thành một tầng có tên làK,L,M,N,O,P,Q ứng với n=1,2,3,4,5,6,7. Ở mỗi tầng, các điện tử có cùng số l tạo thành các phụ tầng có tên s,p,d,f tương ứngvới l=0,1,2,3 Tầng K (n=1) có một phụ tầng s có tối đa 2 điện tử. Tầng L (n=2) có một phụ tầng s có tối đa 2 điện tử và một phụ tầng p có tối đa 6 điện tử. Tầng M (n=3) có một phụ tầng s (tối đa 2 điện tử), một phụ tầng p (tối đa 6 điện tử) và một phụ tầng d (tối đa 10 điện tử). Tầng N (n=4) có một phụ tầng s (tối đa 2 điện tử), một phụ tầng p (tối đa 6 điện tử), một phụ tầng d (tối đa 10 điện tử) và một phụ tầng f (tối đa 14 điện tử). Như vậy: Tầng K có tối đa 2 điện tử. Trang 6 Biên soạn: Trương Văn Tám Giáo trình Linh Kiện Điện Tử Tầng L có tối đa 8 điện tử. Tầng M có tối đa 18 điện tử. Tầng N có tối đa 32 điện tử. Các tầng O,P,Q cũng có 4 phụ tầng và cũng có tối đa 32 điện tử. Ứng với mỗi phụ tầng có một mức năng lượng và các mức năng lượng được xếptheo thứ tự như sau: 1 2 3 4 5 6 7 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 2p 3p 4p 5p 6p 7p 3d 4d 5d 6d 7d 4f 5f 6f 7f Hình 2 Khi không bị kích thích, các trạng thái năng lượng nhỏ bị điện tử chiếm trước (gầnnhân hơn) khi hết chỗ mới sang mức cao hơn (xa nhân hơn). Thí dụ: nguyên tử Na có sốđiện tử z=11, có các phụ tầng 1s,2s,2p bị các điện tử chiếm hoàn toàn nhưng chỉ có 1điện tử chiếm phụ tầng 3s. Cách biểu diễn: Theo mẫu của Bohr Theo mức năng lượng Na11 1s2 2s2 2p6 3s1 NATRI Na +11 Na 2-8-1 Trang 7 Biên soạn: Trương Văn Tám Giáo trình Linh Kiện Điện Tử Si14 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 SILICIUM Si +14 Si 2-8-4 Ge32 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2 GERMANIUM Ge +32 Ge 2-8-18-4 Hình 3 Lớp bảo hòa: Một phụ tầng bảo hòa khi có đủ số điện tử tối đa. Một tầng bảo hòa khi mọi phụ tầng đã bảo hòa. Một tầng bảo hòa rất bền, khôngnhận thêm và cũng khó mất điện tử. Tầng ngoài cùng: Trong một nguyên tử, tầng ngoài cùng không bao giờ chứa quá 8điện tử. Nguyên tử có 8 điện tử ở tầng ngoài cùng đều bền vững (trường hợp các khí trơ). Các điện tử ở tầng ngoài cùng quyết định hầu hết tính chất hóa học của một nguyêntố.III. DẢI NĂNG LƯỢNG: (ENERGY BANDS) Những công trình khảo cứu ở tia X chứng tỏ rằng hầu hết các chất bán dẫn đều ởdạng kết tinh. Trang 8 Biên soạn: Trươn ...