А как электроны "сидят" на этих уровнях? Оказывается, не как угодно, не как воробьи на проводах. Это не позволяет принцип Паули - упоминавшийся выше строгий инспектор атомной архитектуры. За расселением электронов в металле он следит так же придирчиво, как и в атоме.

На каждом уровне энергии в разрешенной зоне металла могут находиться только два электрона, заявляет принцип Паули. Места всем хватит, уровней достаточно, даже более чем достаточно. В металле всегда имеется излишек "жилой площади". В нормальных условиях все электроны металла могут поселиться в одной, самой нижней разрешенной зоне, на первом "этаже".

Что находится под ним? А под ним - "подвал", в котором живут необобществленные электроны, принадлежащие отдельным атомам, но не всем атомам металла в целом. Изоляция подвала и первого этажа не абсолютная: между ними имеется лестница. Состоит она только из одной ступеньки, равной по высоте первой запрещенной зоне. Электрон из подвала может взлететь на первый этаж, только если его хорошенько "шлепнуть": застрять в запрещенной зоне из-за недостатка энергии он не имеет права.

Физики назвали энергетический подвал валентной зоной, а все разрешенные полосы энергии объединили под общим наименованием зоны проводимости. Происхождение этих названий нетрудно понять: в подвале живут внешние, определяющие валентность, но еще не свободные электроны, а на первом и более высоких этажах - электроны, участвующие в проводимости электрического тока.

<<< Назад

Атомы, молекулы, кристаллы  |  Происхождение жизни и эволюция [домой]