Валентная зона. Определение термина.

[Neuter]

Товарищи !
Подскажите, пожалуйста, в таком вопросе.
В физике твёрдого тела существуют понятия "валентная зона" и "зона проводимости" (применительно к полупроводникам, металлам).
Формальное определение:
"Валентная зона — энергетическая область разрешённых электронных состояний в твёрдом теле, заполненная валентными электронами".
Я не вполне понимаю следующее:
- валентная зона принадлежит атому? (по всему смыслу- да...)

Поясните, пожалуйста.

[Munin]

Нет, всему твёрдому телу.

У отдельного атома есть отдельные уровни. Когда эти атомы собираются в большое твёрдое тело, эти уровни расширяются, превращаясь в целые зоны.

[BISHA]

Neuter в сообщении #703862 писал(а):

- валентная зона принадлежит атому? (по всему смыслу- да...)

В некотором смысле - да, т.к. у валентных электронов "одинаковая" энергия, но валентный электрон принадлежит конкретному атому. Энергия валентных электронов стала одинаковой (и размытой) в кристаллической решетке. У конкретного отдельного атома - это оптические электроны, создающие спектр излучения. При создании кристаллической решетки, часть валентных электронов объединяются с соседними атомами (парами), т.е. скрепляя атомы, электроны уже не могут перемещаться в поле ядра своего атома, что делает энергию определенной - равной работе выхода электронов из вещества. Все валентные электроны "связаны одной цепью" через другие атомы, что и делает их энергию одинаковой, а - это позволяет говорить о валентной зоне.

[Munin]

BISHA в сообщении #703924 писал(а):

В некотором смысле - да, т.к. у валентных электронов "одинаковая" энергия, но валентный электрон принадлежит конкретному атому.

Это враньё!!!

Прекратите врать ученикам в физическом разделе!!!

[мат-ламер]

Munin в сообщении #703872 писал(а):

Нет, всему твёрдому телу.

Или отдельному кристаллу?

[мат-ламер]

BISHA в сообщении #703924 писал(а):

валентный электрон принадлежит конкретному атому

Понятно, что речь идёт не о металле. Допустим имеется в виду кремний (в вопросе было и про полупроводники). И как тогда эти электроны скрепляют атомы?

[Munin]

мат-ламер в сообщении #703958 писал(а):

Или отдельному кристаллу?

Кристалл = твёрдое тело. В физике рассматриваются аморфные твёрдые тела, но как высшая магия. Они пока малоизучены, и лежат на границе с жидкостями. Кстати, называются "стёкла".

мат-ламер в сообщении #703983 писал(а):

Понятно, что речь идёт не о металле. Допустим имеется в виду кремний (в вопросе было и про полупроводники). И как тогда эти электроны скрепляют атомы?

Так же, как и в металле. И даже в алмазе - так же. Отличия формулируются именно на зонном языке.

Ашкрофт, Мермин. "Физика твёрдого тела". Самое начало 2 тома.

[tola]

Munin в сообщении #703990 писал(а):

Кристалл = твёрдое тело.

А поликристалл=?

[Munin]

Много твёрдых тел :-) Граница между кристаллическими зёрнами - разновидность поверхности кристалла.

[мат-ламер]

Munin в сообщении #703990 писал(а):

Так же, как и в металле.

Спасибо. Я пытался выразить сомнение в правильности утверждения BISHA.

[tola]

Т.Е. в поликристалле, зона "принадлежит" только одному из кристаллов?

[Munin]

мат-ламер в сообщении #704051 писал(а):

Я пытался выразить сомнение в правильности утверждения BISHA.

Да он просто полную чушь написал.

tola в сообщении #704055 писал(а):

Т.Е. в поликристалле, зона "принадлежит" только одному из кристаллов?

На границе зёрен, с одной стороны, есть зоны одного кристалла, а с другой стороны - зоны другого кристалла. Частицы в принципе могут проходить из одного в другой, но не всё так просто: если нарисовать не только энергию, но и импульс, то поверхности разрешённых состояний будут повёрнуты по-разному. Так что, частица, пытаясь проникнуть из одного зерна в другое, должна передать куда-то часть импульса. Или она просто отразится от границы обратно внутрь первого зерна. А если передаст импульс - то вместе с этим потеряет и часть энергии. То есть, видимо, произойдёт какое-то рассеяние $a\xrightarrow{\text{поверхность}}b+c,$ где $b$ и $c$ могут быть или частицами внутри второго зерна, или поверхностными возбуждениями на границе раздела зёрен.

[cepesh]

BISHA, Перманентный бан за пропаганду лженауки.

[Neuter]

Благодарю Вас, господа, за пояснения!
ФТТ изучать буду с большим интересом

BISHA в сообщении #703924 писал(а):

Neuter в сообщении #703862 писал(а):

- валентная зона принадлежит атому? (по всему смыслу- да...)

В некотором смысле - да, т.к. у валентных электронов "одинаковая" энергия, но валентный электрон принадлежит конкретному атому. Энергия валентных электронов стала одинаковой (и размытой) в кристаллической решетке.

Munin в сообщении #703872 писал(а):

Нет, всему твёрдому телу.
У отдельного атома есть отдельные уровни. Когда эти атомы собираются в большое твёрдое тело, эти уровни расширяются, превращаясь в целые зоны.

Следовательно, пока атомы искусственно "разделены" и не образуют кристалл, валентные электроны принадлежат атомам (как это и положено). А когда рассматриваем атомы кристалла, то включается зонная теория и вместо "валентных электронов атомов" наблюдаем "электроны валентной зоны кристалла", которые по-сути обобществлены атомами кристалла.

Спасибо, большое, дошло...

[Munin]

Ну, тут можно рассмотреть плавный переход, сближая атомы с бесконечности. Это называется "приближением связанных электронов" в зонной теории (есть ещё "приближение свободных электронов", и дают они качественно одну и ту же картину).