*Aatomi üleminekul ergastatud olekust pöhiolekusse lähevad elektronid körgema energiaga kihtidelt üle madalama energiaga kihtidele. *Liikumisel rühmas alt üles halogeenide (VII A rühm) keemiline aktiivsus suureneb. *Neutroni mass on suurem kui elektroni mass. *5p orbitaal on möötmetelt suurem kui 2p orbitaal. *s.orbitaalid on kerakujulised. *Ühel elektronkihil vöib max. olla 14 f-elektroni. *Esimese kihi elektronidel on madalam energia kui teise kihi elektronidel. *Järj.nr näitab elektronide arvu tuuma ümber.
aatomi tuum. 2. Planetaarmudelis mõjuvaks kesktõmbejõuks on positiivse tuuma ja negatiivsete elektronide vahel olev elektrilised tõmbejõud 3. Laenguarv Z väljendab prootonite arvu tuumas 4. Aatomituum on 100000 korda väiksem aatomi läbimõõdust (anna suurusjärk) 5. Algse planetaarmudeli järgi ehitatud aatom ei oleks olnud püsiv 6. Aatomi energia võib muutuda ainult ergastamisel, kui kiiritada aatomeid valgusega; lastes kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega ja ainet kuumutades. 7. Kui elektron langeb aatomis kõrgemalt energiatasemelt E k madamale, Em võib ta kiirata valguskvandi, mille valguse võnkesagedus on 1015 Hz. 8. Elektronvolt on seoseenergia mõõtühik 9. Aine elementaarosakeste laineloomust näitavad nende tekitatud interferentsi ja difraktsiooni nähtused 10.Aatomi massi omaval osakesel on footoni impulss de Broglie`lainepikkus 11
K näitab seda kui kaks 1c suurust laengut, mis on teineteisest 1m kaugusel mõjutavad jõuga 9*109. Dielektriku dielektriline läbitavus näitab, mitu korda on elektrivälja tugevus homogeenses materjalis väiksem väljatugevusest vaakumis. Dielektrikud on isoleerivad ehk elektrit mittejuhtuvad ained. Sisaldavad vähe vabu laengukandjaid. Tekkiv elektrivool on nõrk või olematu. Elementaarlaeng on laeng, mida omavad elementaarosakesed prooton ja neutron. Elektronidel on elem.laeng -1,6*10-19 C. Ja prootonitel+1,6*10-19 C. C-üks kulon on laeng, mida , mis läbib elektrijuhtme ristlõiget 1s jooksul, kui voolutugevus juhtmes on 1A. Elektrivooluks nimetatakse elektrilaenguga osakeste suunatud liikumist. Elektrijuhid on ained, milles vabade laengukandjate arv on väga suur Dielektrikud sisaldavad väga vähe vabu laengukandjaid. Pooljuhid on vahepealse juhtivused, laengukandjad ei ole küll vabad, kuid neid saab suhteliselt kergesti vabadeks muuta.
Füüsikud kutsuvad seda ettekujuteldamatut probleemi osakese-laine dualismiks. Valguse kummaline iseloom ei vasta ei osakeste ega lainete klassikalisele käsitlusele. 9. Osakese-laine dualism on valguse ja mateeria alusprintsiip Looduses on valguse ja mateeria vahel teatav sümmeetria. Kvantmehaanikas ei saa elektroni vaadelda kui pelgalt “pallikest”, nagu klassikalises füüsikas. Sama kehtib footonite kohta. Nii elektronidel kui ka footonitel on lainete ja osakeste omadused: • Elektronid ja footonid saabuvad topeltpilude katses ükshaaval, kuid nende moodustatav muster on interferentsimuster, mille põhjustavad nende osakeste lainete omadused! See osakese-laine dualism on looduse üks alusprintsiipe. Kvantmehaanika on tõepoolest muutnud seda, kuidas me maailma olemusest mõtleme. !2 10
Aatomiehitus Elektronkate koosneb elektronkihtidest, kusasuvad elektronid. Elektronkihid jagunevad alakihtideks ehk orbitaalideks. Orbitaal on ruumi osa, kus elektronid asuvad suure tõenäolsusega kõige rohkem ning elektronidel on seal ühesugune energia. Elemendi tuumalaeng (aatominumber) Z = prootonite arv = elektronide arv. Elemendi massiarv A = tuumaosakeste arv = prootonite arv Z + neutronite arv N. Elektronkihid: 1. kiht 2 el. 2. kiht 8 el. 3. kiht 18 el. 4. kiht 32 el. Orbitaale tähistatakse väikese tähega, mille ees on kihinumber: 1 el. k. s 2 el. k. s, p 3 el. k. s , p, d 4 el. k. s, p, d, f s - ringikujuline
09.09Energia E=hf e-energia h-Plancki konstant f-sagedus E=mc2 VALGUSKIIRGUS Hf=mc2=> m=hf/c2 Aatomis on elektronidel teatud kindel hulk orbiite, millel liikudes aatomi energeetiline olek ei muutu-neid orbiite nim lubatud orbiitideks. Kõige väiksema energia olekut nim aatomi põhiolekuks ja teisi kõik ergastatud olekuks.Kui orbiitidele vastavad eergiad on En ja Ek, siis kiiratava või eelatava valduskvand energia avaldub Hf=Ek-En. Energia on määratud täisarvugan, mida nimetatakse peakvantarvuks. Lisaks kirjeldatakse energiat orbitaalkvatarvu, spinni ja magnetkvantarvuga.
a-osakestega. Katse käigus avastati, et osad a-osakesed põrkusid plaadilt tagasi. Põrkumine oleks mõeldamatu, kui aatomi positiivne laeng jaguneks ühtlaselt üle terve ruumi. · Planetaarmudel põhineb Päikesesüsteemi struktuuril · Planetaarmudel ei seleta aatomite püsivust · Aatomile saab energiat juurde anda mitmel viisil: a) Kiiritada aatomeid valgusega b) Lastes kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega c) Ainet kuumutades · Aatomite kiirgus- ja neeldumisspektrid on joonspektrid, seega võib aatom energiat omandada ja loovutada kindlate portsjonite kaupa · Elektronid võivad aatomis liikuda ainult kindlatel statsionaarsetel orbiitidel. Sellisel orbiidil liikudes elektron ei kiirga. · Elektroni üleminekul suurema energiaga orbiidilt väiksema energiaga orbiidile aatom
on tema leidumise tõenäosus suurem. Teisiti väljendades elektronpilve tihedus on selles kohas suurem. Orbitaal näitab elektroni liikumisel tekkiva elektronpilve kuju. Elektron liigub põhiliselt vaid orbitaaliga määratud alas. Väljapoole orbitaali satub ta üsna harva. Kõik orbitaalid ei ole ühesuguse kujuga. Osa on kerakujulised, kuid on ka keerukama kujuga orbitaale. Üks orbitaal mahutab kuni 2 elektroni. Kaks elektroni, mis asuvad samal orbitaalil, moodustavad elektronipaari. Elektronidel on lisaks negatiivsele laengule ka magnetilised omadused. Selleks, et elektronid saaksid moodustada elektronipaari, peavad nende magnetväljad olema vastassuunalised. Vastassuunaline magnetväli vähendab elektronide omavahelist tõukumist ühesuguse (negatiivse) laengu tõttu. Markus M
Energiatasemete skeem Kuulikese potentsiaalne Energiatasemed aatomis energia trepil 22.11.12 15 Ergastamine Mehaanikakursusest on teada, et kehale potentsiaalse energia lisamiseks tuleb tööd tehes kehale juurde anda energiat. Sama kehtib ka aatomite puhul. Aatomile saab energiat juurde anda mitmel viisil: ·Kiiritada aatomeid valgusega ·Lastes kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega ·Ainet kuumutades Kui juhtida külmast gaasist läbi valgust, siis tekib nn. neeldumisspekter. See koosneb tumedatest joontest,mis vastavad täpselt sama gaasi kiirgamisel tekkivatele heledatele joontele. Seega gaas neelab kiirgust samuti kindlate väärtuste kaupa, nagu kiirgab. 22.11.12 16 Vesiniku aatomi spekter. Vesinikuaatomi spektrijooned on rühmitunud seeriatesse. Igas
Mittejuhid: Aine, mille sees ei ole vabasid laengukandjaid. Elektrilaenguga kehasid ümbritseb elektriväli, mis vahendab laetud kehade vastastikmõju. Paigaloleva laetud keha elektrivälja nimetatakse elektrostaatiliseks. Kui laetud kehadele mõjub elektrijõud, siis see keha asub kindlasti mingi teise laetud keha elektriväljas. Elektriväli levib vaakumis 300,000km/s. Elektriväli on tugevam laetud keha läheduses, laetud kehast kaugel on elektriväli nõrgem. Kõikidel elektronidel on samad laengud. Elektronid asuvad elektronkihtidel. Elektronil on negatiivne laeng. Väiksemat looduses eksisteerivat elektrilaengut nimetatakse elementaarlaenguks. Kõigi elektronide ja prootonite elektrilaeng on täpselt sama suurusega. Aatom tervikuna on elektriliselt neutraalne. Laetud keha elektrilaeng on füüsikaline suurus. Elektrilaeng: tähis: valem: mõõtühik: Elektrone rohkem kui prootoneid = negatiivne laeng. Prootoneid rohkem kui elektrone = positiivne laeng.
valguskvandi energiaga. hf = E2 - E1 Kus E2 ja E1 on vastavate tasemete energiad. Energiat mõõdetakse erilistes ühikutes elektronvoltides [eV]. Kehtib seos: 1eV = 1,6 10 -19 J Mehaanikakursusest on teada, et kehale potentsiaalse energia lisamiseks tuleb tööd tehes kehale juurde anda energiat. Sama kehtib ka aatomite puhul. Aatomile saab energiat juurde anda mitmel viisil: · Kiiritada aatomeid valgusega · Lastes kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega · Ainet kuumutades Kui juhtida külmast gaasist läbi valgust, siis tekib nn. neeldumisspekter. See koosneb tumedatest joontest,mis vastavad täpselt sama gaasi kiirgamisel tekkivatele heledatele joontele. Seega gaas neelab kiirgust samuti kindlate väärtuste kaupa, nagu kiirgab.
Lewise teooria teised elemendid püüavad keemiliste reaktsioonide kaudu saavutada väärisgaasidega analoogseid (kaheksaelektronilisi) elektronkonfiguratsioone (nn oktetiprintsiip). Valentselektronid täppidena ja ühine elektronpaar kriipsuna. (Valentssidemete teooria keemiline side moodustub aatomite lähenemisel ja orbitaalide kattumisel. Kattumise tulemusena tekivad uued (teistsugu kuju ja energiaga) orbitaalid, mis võimaldavad elektronidel paigutada enegreetiliselt soodsamalt tuumade vahele ja nende ümbrusse. Näitab ära hübridisatsiooni.) Lewise sümbolid aatomit tähistatakse vastava elemendi sümboliga, mille ümber kujutatakse väliskihi elektrone punktidena. Aatomite kujutamisel enamasti ei arvestata s- ja p-almkihtide olemasolust tingitud elektronide paardumisega, valentselektronid paigutatakse võimalikult ,,laiali". Lewise struktuurvalem - on aine valem, milles valentselelektronid on kujutatud
olekutes, millele vastavad aatomi koguenergia diskreetsed väärtused 2)Lubatud orbiitite postulaat: aatomi püsivatele olekutele vastab elektroni tiirlemine kindlatel orbiitidel 3)kiirguse posulaat: üleminek ühest statsionaarsest olekust teise aatom kiirgab (või neelab) elektrimagnetilise energiakvandi Kirchhoffi reegel aatom kiirgab ja neelab valgust samadel lainepikkustel De Broglie hüpotees-elektronidel on laineomadused Pauli keeluprintsiip-ühes aatomis ei saa olla kahte ühesuguste kvantarvudega elektroni Vanakreeka aatomimudel-aatom on äärmiselt väike, silmale nähtamatu jagamatu osake Thompsoni aatomimudel-aatom on kerakujuline osake, milles on kogu mass ning suvaliselt paiknevad elektronid ühtlaselt jaotunud üle kogu ruumala Rutherfordi aatomimudel-aatomi keskel on võrreldes aatomiga väga väike positiivselt laetud tuum ja selle ümber on elektronkate
elektroni võimalikku seisulainet (3). n-peakvantarv(määrab ära energia nivoo kuhu elektron kuulub 1,2,3 jne), l-kõrval kvantarv (orbitaal)-määrab ära orbitaali ruumilise kuju 0,1,2 (n-1)) me-magnet kva(orbitaallaine tiirlemistelje orjentatsiooni ruumis -l,-(l-1)...0,1,...l) elektroni spinn(s)-väärtused ½ või -1/2. 5.keeluprintsiip- samas aatomis ei saa olla 2-te ühesuguste kvantarvudega elektroni. Tuum on positiivselt laetud. Elektronid tiirlevad ümber tuuma. Elektronidel on määratavad erinevad energiatasemed. Elektroni jaoks on määratav ainult tema tõenäoline asukoht. Elektronpilve kuju sõltub energiatasemest. Peakvantarv-energiataseme number loetuna alates tuumast. Peakvantarvule vastab aatomi põhiolek, minimaalne energia (n-1). Üleminekul ühelt orbiidilt teisele aatom kiirgab või neelab energiat. Kvandi energia on arvutatav valemiga Ekv=hf(sagedus).
aatommudeli, ehk kus siis elektronide liikumisel ei ole kindlat trajektoori. Probleem aga seisnes selles, et elektron liigub kiirendusega ja peab samal ajal energiat kiirgama, siis liikumissuuna muutmiseks tuleb seega tööd teha ja seega väheneb energia, millega võib kaasneda elektroni kukkumine tuuma. See teooria kestis 2 aastat, sisi täiendas N. Bohr seda molekuli, pannes elektronid stabiilselt liikuma. N.Bohr Täiendas Rutherfordi aatomimudelit, kus elektronidel on kindel trajektoor. Bohri aatomimudel võimaldas arvutada spektrijoonte lainepikkusi ja ionisatsioonenergia väärtust, kuid selle põhjal ei õnnestunud ennustada keerulisemate aatomite spektreid ning ei osatud seletada, miks on mõni spektrijoon lõhenenud. Ionisatsioonenergia-elektronide eraldumine neutraalseist aatomeist või molekulidest. See teooria kestis 11. Aastat, enne kui tuli kvantmehaanika. W. Heisenberg Heisenberg koos E. Schrödingeriga 1925.a arvutasid välja mikroosakeste
paiknevad aatomiterühmad kaksiksideme tasapinna suhtes erinevalt. a) Trans-isomeeria aatomiterühmad paiknevad teine teisel pool kaksiksidet. b) Cis-isomeeria aatomiterühmad paiknevad ühel pool kaksiksidet *võimalik isomeeride arv 2, pentaanil 3, heksaanil 5, dekaanil aga juba 75. 8 Alkeenide keemilised omadused Kaksiksidemes olevatel elektronidel on kõrgem energia kui üksiksideme elektronidel Seetõttu on kaksikside nõrgem kui üksikside, mis põhjustabki alkeenide suurema keemilise aktiivsuse kui alkaanidel. Oksüdeerumine 1)Täielik põlemine CH2 = CH2 + 3O2 2CO2 + 2H20 2)Mittetäielik põlemine C5H12+7O24CO2+6H2O+C (C seal lõpus on tahm) Küllastumata ühenditele iseloomulikke reaktsioone: 1) Vesinikhalogeniidi liitumine (Markovnikovi reegel).
· Metallid Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat. Elektronid saavad liikuda ja seetõttu ongi metallid head elektrijuhid. · Dielektrikud Dielektrikutes ehk isolaatorites on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud. Elektronidel puudub liikumisvabadus, sest pole vabu naabertasemeid. Järgmine lubatud energiatsoon paikneb lootusetult laia (kuni 10 eV) keelutsooni taga. Elektrivoolu ei saa tekkida. · Pooljuhid Pooljuhtides on valentselektronide energiatsoon ehk valentsitsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2 eV) kui dielektrikutes. Elektronid suudavad minna valentsitsoonist järgmisse lubatud tsooni ehk juhtivustsooni, jättes valentsitsooni maha täitmata
Posit. Laenguga kehalt neutraalsele kehale. Positiivse laenguga kehas on prootonied rohkem kui elektrone. Posit. Laenguga keha haarab elektrone. Kui kehad ühendada, hakkavad elektronid posit, laenguga kehalt liikuma. Posit. Keha elektrilaeng väheneb, sest prootonid asenduvad elektronidega. Kui laengud saavad võrdseks siis ülekanne lakkab. ELEMENTAAR LAENG Elementaarlaeng on kõige väikseb looduses esinev laeng. Kokkuleppeliselt on elektronidel negatiivne laeng ja prootonitel positiivne laeng Tähis: e ELEKTRIJUHT Elektrijuht on aine või ainete segu, mida mööda elektrilaeng võib kanduda. N: metallid jne. elektrijuhis on suur hulk vabu laengukandjaid. Juhis tekib elektrivool siis, kui juhis on elektriväli. MITTEJUHT Mittejuht ehk isolaator on aine või ainete segu, mida mööda elektrilaeng edasi ei kandu. N: destilleeritud vesi. Mittejuhis pole vabu laengukandjaid, seega ei saa seal elektrivoolu tekkida. ELEKTRIVOOLU TOIMED
Seletab vesiniku püsivust, aatomite Tuum=prootonid+neutronid. aatomit. täpset sarnasust ja Tuum ümber tiirlevad Seletab aatomite taastatavust elektornid. Mass on koondunud elektronkihte tuuma. Bohr elektronidel on kindlad lubatud seletas orbiidid vesinikaatomi spektri. seletas spektri 2 3 Kvantmehaanika põhiideed: 1. osakesed on lained 2
kindlatel orbiitidel) 2. aatom kiirgab või neelab valguskvandi vaid siirdel ( kui läheb üle ühelt tasemelt teisele) Madalamalt tasemelt kõrgemale e eemaldub tuumast neeldub Kõrgemalt madalamale tasemele e läheneb tuumale kiirgab Seleta seost hf = Ek Em : elektroni üleminekul krgemalt orbiidilt madalamale kiirgab aatom valguskvandi energia Ergastamine Kuidas saab aatomeid ergastada: 1. kiiritades aatomeid valgusega 2. lasta kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega 3. ainet kuumutades Spektraalseeria spektrijoontest moodustuv jada jaotatakse erinevalt Spektraalanalüüs aine keemilise koostise kindlaksmääramine selle kiirgus- või neeldumisspektri järgi Spektroskoopia teadusharu, mis tegeleb spektraalanalüüsiga Spektrid jaotatakse tekke ja isel järgi : Kiirgus spektrid : neeldumisspektrid: ( gaasid ) Pidev(tahked ja vedelikud) joon(gaasid)
KIHT=AATOMI EHITUS, el ja pr on võrdselt 2. Aatomi ja aatomi tuuma mõõtmed - Tuum on kera taoline keha aatomi keskmes, mille ümber tiirlevad elektronid. o Aatomi läbimõõt on 10-10 m. Aatomituuma läbimõõt on 10-5m. o Aatomituum annab aatomile massi (selle tihedus on 1015 korda suurem vee tihedusest). o Tuum on liitosake koosnedes prootonitest ja neutronitest. o Prootonite arv tuumas määrab keemilise elemendi, selle mass on 1836,1 korda suurem kui elektronidel. o Laeng on võrdne elektronide laenguga. o Prootonite arvu tuumas ehk tuumalaengut tähistatakse täisarvuga Z. Seda nimetatakse aatominumbriks ehk laenguarvuks ehk laenguks. Neutronite arvu tuumastähistatakse tähega N. 3. Vastastikmõju liigid Aatomi tuum seisab koos, sest tugev vastastikmõju ilmneb tõmbejõuna. Looduses on 4 vm liiki Tugev aj nõrk on tuumafüüsikas. Nõrk vastastikmõju ilmneb tõukejõuna
laetud aatomituumast, mille arvel on peaaegu kogu aatomi mass, ja elektronkattest, mis sisaldab ümber tuuma tiirlevaid elektrone. Üritas tõestada kullalehega. Plussiks, et oli olemas katse. Puuduseks, et polnud teooriat. · Bohri aatomimudeli järgi koosneb aatom positiivse elektrilaenguga massiivsest tuumast ning elektronidest, mis tiirlevad ümber tuuma diskreetsetel ringjoonelistel orbiitidel. Elektronidel on võimalik orbiitide vahel valida. Ülespoole liikudes neelab elektron energiat, allapoole kiirgab energiat. Sõltuvalt sellest mitu vahet elektron kukub sõltub valguse värv. Valgus tekib aatomis, kui elektron kukub alla. Energia kasvab üles minnes. Valguskiirgus · Ergastama- aatomile energiat juurde andma · Ergastatud aatom- aatom, millele on energiat juurde antud · Kiirguse liik sõltub ergastavast energiast
ei tõmbu ("miks elektron ei kuku tuuma"). Bohri postulaadid 1. Statsionaarsete olekute energeetiline postulaat Elektron võib aatomis olla statsionaarsetes olekutes ilma energiat kiirgamata ja neelamata, ehk elektroni energia on konstantselt jääv. 2. Üleminekute postulaat Üleminekul ühest statsionaarsest olekust teise elektron kiirgab või neelab ühe energia kvandi. Elektronide difraktsioon Katsetega leiti, et ka elektronidel on omadus defragreeruda. Nähti ühist elektronil ja footonil - mikroosakestel ja nende liikumisel ilmnesid laine omadused. Plancki hüpotees Elektromagnetlained kiirguvad ja neelduvad energiakvantide kaupa. Kvantmehaanika lähtealus, sellest tulenev elektronide dikkreetsete energeetiliste olekute jaoks Elektronide liikumist saab kirjeldada lainevõrrandile sarnase olekuvõrrandi abil, mille lahendiks on elektronide energia. Kui on tegemist vaba elektroniga, võib ta omada igasuguseid energiaid
Alküünid süsinikevahelise kolmiksidemega ühendid Alkaanid on küllastunud ühendid, sest molekulil puudub võime liita vesinikku või teisi aineid. Alkeenid ja alküünid on küllastumata ühendid. neis kõigis on süsiniku aatomil alati 4 sidet. Kaksikside on G-side +-side (planaarne - -side paikneb tasapinnast väljas.) See on nagu nukleofiilne tsenter. Kolmikside on G-side+ kaks -sidet (lineaarne) -side on nõrgem kui G-side, kuna -sidet moodustavatel elektronidel on energia kõrgem. Ta paikneb aatomeid ühendava sirge kõrval. G-side paikneb aatomeid ühendaval sirgel. Tal on madala energiaga elektronid => tugev side. Sideme tüüp Ühendi tüüp Süsiniku aatomi Sidet moodust-te Sidemed süsinike tüüp el. arv vahel C C üksikside Küllastunud Tetraeedriline 1 paar G-side
Positiivse tuuma ja negatiivsete elektronide vahel olev elektrilised tõmbejõud. Mida väljendab laenguarv Z ? Laenguarv Z näitab prootonite arvu tuumas ja elektronide arvu tuuma ümber. Aatomi mõõtmed. Aatomi mõõtmed on suurusjärgus 10-8 cm, tuuma omad 10-13cm Planetaarmudeli puudused. Planetaarmudel ei selgita aatomite püsivust. Kuidas (ainult nii) võib muutuda aatomi energia? Ergastamise teel. 1) kiiritada aatomeid valgusega 2) lastes kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega 3) ainet kuumutades Millise valemiga leida valguse võnkesagedus, kui elektron langeb kõrgemalt energiatasemelt madalamale? hf= E2 E1 , kus E1 ja E2 on vastavate tasemete energiad. Millised arvud määravad Balmer-Rydbergi valemis spektrijoonte lainepikkuse? Täisarvud n1 ja n2 (n1 on igas seerias konstantne täisarv). Millistes lainetes on makrolainetes paisude/sõlmede hulk täisarvuline? Seisulainetes. Millise füüsikalise suuruse ühik on elektronvolt
jättes valentsitsooni maha täitmata elektronseisundeid ehk auke, mis käituvad nagu positiivse laenguga osakesed, st võtavad ka osa elektrijuhtivusest. Paar elektron-auk võib pooljuhis tekkida näiteks pealelangeva valguse footoni arvel. Sellest ka nimetus pooljuht, sest tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri (valgus, temperatuur) mõjul. Dielektrikud ehk isolaatorid: on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud. Elektronidel puudub liikumisvabadus, sest pole vabu naabertasemeid. Järgmine lubatud energiatsoon paikneb lootusetult laia (kuni 10 eV) keelutsooni taga. Elektrivoolu ei saa tekkida. 5. Juhtivus-ja valentsitsoonid: Mida kõrgem on pooljuhi temperatuur, seda rohkem elektrone satub juhtivustsooni ja rohkem auke jääb valentstsooni. Pooljuhtide juhtivus kasvab temperatuuri tõustes hüppeliselt. Juhtivus-ja valentsielektronid: - Keelutsoon:Vabad elektronid võivad asuda ainult valentsitsoonis või
energiaga kvantolekusse. aatomites on erinevate kvantolekute energiatasemete vahed erinevad, siis iga aatom kiirgab ergastatud olekust põhiolekusse naastes erineva energiaga (st lainepikkusega) footoneid. Valguse teke aatomis Valguse tekkimise aatomis selgitas esimesena N. Bohr. Tema kvanditud aatomimudel baseerub kolmel nn Bohri printsiibil: 1. aatom saab olla ainult kindlates statsionaarsetes olekutes (elektronidel on mitu võimalikku orbiiti ümber tuuma tiirlemisel. Tuumale lähemal on energia väiksem ja kaugemal suurem) 2. statsionaarses olekus aatom ei kiirga (elektronid ei vaheta orbiite) 3. üleminekul ühest olekust teise aatom kiirgab või neelab energiakvandi (kui aatom saab energiat juurde, siis elektronid liiguvad suurema energiaga orbiitidele ja aatom tervikuna neelab energiat. kui elektronid liiguvad madalama energiaga orbiitidele, siis kiirgub aatomist ülejäääv energia valgusena
TEST 11 Aatomi ja tuumafüüsika 1. Aatomimudel on ajaloolises arengus läbinud mitmeid erinevaid etappe. Mis nimetuste all neid erinevaid aatomimudeleid tuntakse? a. Negatiivse laenguga osakesed on positiivselt laetud pilve sees Tohmsoni rosinapudingi mudel b. Keskel on massiivne tuum, selle ümber tiirlevad elektronid aatomi planetaarmudel c. Elektronidel on aatomis erinevad energiatasemed Bohri aatomimudel d. Tuuma ümber on elektronpilved, mille erinevates osades on elektroni leiutõenäosus erinev kaasaegne aatomimudel 2. Millistele aine olekutele milline spekter vastab? a. Tahke aine pidev spekter b. Hõre gaas joonspekter c. Gaas normaalrõhul ribaspekter 3. Millise valemi järgi arvutatakse liikuva objekti lainepikkust (de Broglie laine)? (3) 4
Tuumamõõtmed o Tuum on kera taoline keha aatomi keskmes, mille ümber tiirlevad elektronid. o Aatomi läbimõõt on 10-10 m. Aatomituuma läbimõõt on 10-5m. o Aatomituum annab aatomile massi (selle tihedus on 1015 korda suurem vee tihedusest). o Tuum on liitosake koosnedes prootonitest ja neutronitest. o Prootonite arv tuumas määrab keemilise elemendi, selle mass on 1836,1 korda suurem kui elektronidel. o Laeng on võrdne elektronide laenguga. o Prootonite arvu tuumas ehk tuumalaengut tähistatakse täisarvuga Z. Seda nimetatakse aatominumbriks ehk laenguarvuks ehk laenguks. o Neutronite arvu tuumastähistatakse tähega N. Isotoobid o Isotoopideks nimetatakse selliseid elemente, millel on sama laeng, kuid erinev neutronite arv. o Isotoobid on perioodilisuse tabelis ühel ja samal kogal.
sisalda igasuguse lainepikkusega valgust. Kiirgusspekter neeldumisspekter pidevspekter joonspekter Kui aatom kiirgab kindla energiaga footoni, siis vastavalt energia jäävuse seadusele peab ta kaotama sama suure energiahulga. Aatomis on ka elektronid kindlatel energiatasemetel. Energiat mõõdetakse elektronvoltides eV= 1,6 · 10 J Ergastamine- tavaolekus aatomile antakse energiat juurde Kiiritades aatomeid valgusega. Lastes kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega. Ainet kuumutades 2selt tasemelt 3ndale minnes neelab sama palju kui alla tulles 3ndalt 2sele kiirgab. Gaas neelab kiirgust samuti kindlate väärtuste kaupa nagu kiirgab. Neeldumisspekter koosneb tumedatest joontest, mis vastavad täpselt sama gaasi kiirgamisel tekkivatele heledatele joontele. Spektraalseeria- spektrijoonte kimp, mis on koonduvas jadas. Igale joonele spektris vastab kindel kiirguse lainepikkus ja sagedus. Igale kindlale
MAGNETISM. Kordamisküsimused. 1.Mis on magnetväli? Kuidas magnetid üksteist mõjutavad?Ümbritseb magneteid ja vooluga juhte. N-S tõmbuvad, N-N tõukuvad. 2.Mis on püsimagnet?Kuidas selgitatakse raua magneetumist?Püsimagneti ümber on püsiv magnetväli. Raua elektronidel on oma väike magnetväli, mis on põhjustatud nende laengutest ja liikuvusest. 3.Mis on magneti poolused?Kuidas neid nimetatakse?Magneti poolused on kohad, kus on magnetväli tugevam. Nim. Lõuna ja põhjapoolus. 4.Kas magneti põhja ja lõunapoolus saab üksteisest eraldada?Miks?Ei saa, sest kui lõikad magneti katki jääb ühele poole põhja poolus ja teisele lõuna poolus. 5.Kuidas saab magnetvälja kindlaks teha?Saab kindlaks teha rauast esemetega/ vastastikmõju kaudu. 6
sealt ka p-tüüpi materjal. 3-valentne element seob 3-valentse elekroniga kõrval olevad aatomid ja tühi orbiit võib korjata vaba elektroni. 3. Tervikliku pooljuhitüki sellist piirkonda, kus üks juhtivuse tüüp asendub teisega, nimetatakse pn-siirdeks. Mõlemat tüüpi pooljuht materjalis tekib kontakti piirkonnas kiht, mis on erinimeliselt laetud ja need takistavad elektrivälja E. See väli takistab elektronide üleminekut n-tüübist p-tüübi piirkonda, sest tekkinud pinge ei lase elektronidel liikuda. seda süsteemi nimetatakse pooljuht dioodiks. Transistor on kolmekihiline erinevat tüüpi pooljuhi ühendus, mille ülesanne on elektrisignaalide võimendamine või takistamine.Kui transistor koosneb kahest p-tüüpi pooljuhtmaterjalist, mille vahel on n-tüüpi pooljuhtmaterjal, siis kannab ta nime p,n,p pooljuht. Kui kahe n- tüüpi pooljuhi vahel on üks p-tüüpi pooljuhtmaterjal, siis see transistor kannab nime n,p,n pooljuht. Kiip ehk terviklülitus on pooljuht plaadike,
KEEMIA 1) Tea metallide keemilisi omadusi, oska kirjutada neid iseloomustavaid keemilisi reaktsioonivõrrandeid . Metalliliste elementidel on reeglina väliskihil elektrone vähe (1-3) ja neid hoitakse nõrgalt kinni. · Ehitus lihtainena: aatomid paiknevad lähestikku välised elektronkihid kattuvad osaliselt väliskihi elektronidel võime liikuda aatomi juurest aatomi juurde üle kogu kristalli. Metallid jaotatakse aktiivseteks, keskmise aktiivsusega ja väheaktiivseteks metallideks metall + hapnik-- oksiid metall + hape-- sool + vesinik metall + vesi leelis (hüdroksiid, alus) + vesinik metall + soolalahus uus metall + uus sool (Aktiivsem metall on võimeline tõrjuma välja vähemaktiivsema metalli tema soola lahusest.) 1. Reageerimine lahjendatud hapetega (v.a HNO3)
(light amplification stimulated by emission of radiation), mis tähendab "valguse võimendus kiirguse stimuleeritud emissiooni kaudu". Aatom kiirgab valguse footoni siis, kui elektron langeb aatomis kõrgema energiaga tasemelt ehk ergutatud olekust madalama energiaga tasemele. Enamikel juhtudel kiirgavad ergutatud elektronid valgusfootoneid iseeneslikult. Seda kutsutakse spontaanseks emissiooniks. Vähestel erijuhtudel aga takistavad ergutatud olekute omadused elektronidel valgust kiirata ilma, et footonid poleks valla päästetud teise valgusfootoni poolt. Sellist protsessi nimetatakse stimuleeritud emissiooniks. Stimuleeritud footonil on sama lainepikkus kui teda vallandanud footonil ja kaks footonit võnguvad kooskõlaliselt. Ühesuguse lainepikkusega footonite kohta, mis võnguvad kooskõlaliselt, öeldakse, et nad on koherentsed. Laseri valguse koherentsus on see, mis takistab laseri kiirel laiali hajuda ja teeb selle nii intensiivseks.
Kus E2 ja E1 on vastavate tasemete energiad. Energiat mõõdetakse erilistes ühikutes elektronvoltides [eV]. Kehtib seos: 1eV =1,6 10 -19 J Vesiniku aatomi üleminekud. Ergastamine Mehaanikakursusest on teada, et kehale potentsiaalse energia lisamiseks tuleb tööd tehes kehale juurde anda energiat. Sama kehtib ka aatomite puhul. Aatomile saab energiat juurde anda mitmel viisil: ·Kiiritada aatomeid valgusega ·Lastes kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega ·Ainet kuumutades Kui juhtida külmast gaasist läbi valgust, siis tekib nn. neeldumisspekter. See koosneb tumedatest joontest,mis vastavad täpselt sama gaasi kiirgamisel tekkivatele heledatele joontele. Seega gaas neelab kiirgust samuti kindlate väärtuste kaupa, nagu kiirgab. Vesiniku aatomi spekter. Vesinikuaatomi spektrijooned ei asu korrapäratult, vaid on koondunud teatud rühmadesse, mida nimetatakse seeriateks. Igas
temperatuuri, muuta aine keemilist struktuuri jne. See võime avaldub kahel erineval moel: hoitud potentsiaalina või aktiivse liikumisena. Hoitud energia potentsiaali nimetatakse potentsiaalseks energiaks, liikumise energiat kineetiliseks energiaks. Potentsiaalne energia sõltub objekti positsioonist ja võib kergesti muutuda kineetiliseks energiaks, see omakorda mehhaaniliseks või soojusenergiaks. Energia ei teki ega kao, vaid muundub ühest olekust teise Välimise elektronkihi elektronidel on suurem potentsiaalne energia, kui sisemiste kihtide elektronidel, sest võimaluse korral nad langevad tuumale lähemale, järgmisele sisemisele kihile. Kui see langemine toimub, muudetakse elektroni potentsialne energia kineetiliseks. Kui langemine on toimunud, muutub kineetiline energia soojus- või valgusenergiaks. Molekulidel on kineetiline energia, sest nad on pidevas liikumises. Molekulide kineetilist energiat nimetatakse soojusenergiaks. Soojusenergia mõõduks on temperatuur
Keemilised vooluallikad · Kuiv element e patarei Keemilisel reaktsioonil vabanev energia muudetakse vooluenergjaks · Vask tsink element Redoksreaktsioon. Elektronide loovutamine(oksüdeerumine) ja elektronide liitmine(redutseerumine) tuleb äbi viia eraldi elektronidel. · Plii aku Redoksreaktsioon. Elektronide loovutamine(oksüdeerumine) ja elektronide liitmine(redutseerumine) tuleb äbi viia eraldi elektronidel. · Kütuselement Kütuse oksüdeerumisel tekkiv energia · Esimese vooluallika leiutas Luigi Galovani Leelis ja leelismuldmetallid. · Omadused: Värviline leek, peab hoidma õlikihi all kuna reageerivad hapnikuga, tarbeesemeid väike tihedus), madal sulamis ei saa valmistada, pehmed, kerged(temeperatuur head elektri ja soojus juhid,puhas metal pind( läikiv ja hõbevalge värvus), neis on metallilised siedemed ja nad on aktiivsed redutseerijad.
nime nimetada, oma osa on selles 20. sajandi suursaavutuses nii Townes'il, Schawlow'l, Gouldil, Maimanil, Prohhorovil kui ka Bassovil. Aatom kiirgab valguse footoni siis, kui elektron langeb aatomis kõrgema energiaga tasemelt ehk ergutatud olekust madalama energiaga tasemele. Enamikel juhtudel kiirgavad ergutatud elektronid valgusfootoneid iseeneslikult. Seda kutsutakse spontaanseks emissiooniks. Vähestel erijuhtudel aga takistavad ergutatud olekute omadused elektronidel valgust kiirata ilma, et footonid poleks valla päästetud teise valgusfootoni poolt. Sellist protsessi nimetatakse stimuleeritud emissiooniks. Stimuleeritud footonil on sama lainepikkus kui teda vallandanud footonil ja kaks footonit võnguvad kooskõlaliselt. Ühesuguse lainepikkusega footonite kohta, mis võnguvad kooskõlaliselt, öeldakse, et nad on koherentsed. Laseri valguse koherentsus on see, mis takistab laseri kiirel laiali hajuda ja teeb selle nii intensiivseks
1) Ühes ruumiosas kattuvad sidemed, nimetatakse (sigma) sidemeteks. -sideme tekkimiseks on järgnevad võimalused: a) elektronpaari moodustavatel elektronidel on mõlemal s-orbitaalid Aatomorbitaalid, hübridisatsioon. b)Elektronpaari moodustavatel elektronidel on mõlemal sp orbitaalid · Elektroni olekut kirjeldab olekufunktsioon (orbitaal) ja tema (või ainult p) pöörlemist iseloomustav spinn. c) Elektronpaari moodustavatel elektronidel on vastavalt s ja sp (p)
4. Kuidas liigitatakse tahkised nende elektrijuhtivuse järgi? Lk 60 Dielektrikud, pooljuhid ja juhid 5. Mispoolest erinevad metalli, pooljuhi ja dielektriku energiatsoonid? Lk 60 METALLI energiatsoon väliskihi elektronide energiatsoon on osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa. DIELEKTRIKU energiatsoon väliskihi elektronide energiatsoon on elektronidega täielikult täidetud. Elektronidel puudub liikumisvabadus, kuna vabad astmed puuduvad. POOLJUHI energiatsoon väliskihi elektronide energiatsoon on elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on kitsam kui dielektrikutel. 6. Selgita mõisteid keelutsoon, valentsitsoon ja juhtivustsoon. Lk 60 KEELUTSOON energiatsoon, mille vastav energivahemik on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud VALENTSTSOON viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon
Leptonid on spinniga ½. Leptonid võivad olla elektrilaenguga või neutraalsed. Laenguga leptoniteks on elektron, müüon ja tauon. Kõigil neil on negatiivne elektrilaeng ning nullist erinev seisumass. Seisumassiga osakestest on leptonid kergeimad. Laenguga leptonitest kõige kergemad on elektronid - nende mass on umbes 0,0005 prootoni massi. Võrreldes elektronidega on müüonite mass on umbes 200 korda suurem, tauonite mass aga ligi 3700 korda suurem kui elektronidel. Igal laenguga leptonil on neutraalne (st elektrilaenguta) partner – neutriino (vastavalt elektron-, müü- ja tauneutriino), mis seniste andmete kohaselt on massita. Kõigil leptonitel on neile vastav antilepton. Antiosakese mass on täpselt võrdne osakese omaga, kõik kvantarvud on antiosakesel vastasmärgilised. Bosonid Bosonid on täisarvulise spinniga (s = 0, 1, 2, ...) Bose-Einsteini statistikale alluvad osakesed. Erinevalt fermionidest ei kehti bosonitele Pauli keeluprintsiip,
enamus alfaosakesi läks läbi, vaid 1 8000-st põrkus tagasi see näitab, et · positiivne laeng on aatomis olemas, aga see on koondunud aatomi tuumas · aatomis peab olema väga palju vaba ruumi, kuna enamik osakesi läbis plaadi liikumissuunda muutmata 32. Vesiniku planetaarne aatomimudel 33. Bohri postulaadid. · Elektronid aatomituuma ümber omavad kindlaid energianivoosid, nendel nivoodel on elektronidel minimaalne energia ja elektronide tiirlemisel aatomid energiat ei kiirga. · Elektroni üleminekul kõrgemale energianivoole mingi välisenergia arvel aatom ergastub, olek on ebapüsiv ja elektroni ,,tagasihüppel" vabaneb aatom lisaenergiast footonite kiirgamise teel. 34. Mis on radioaktiivsus? Radioaktiivsus on aine iseeneselik energiakiirgus ilma mingi välismõjuta. 35. Nimetage ja iseloomustage lühidalt 3. radioaktiivse kiirguse põhiliiki mõiste,
Kehtib seos: 1eV =1,6 10 -19 J Energiatasemete skeem Kuulikese potentsiaalne Energiatasemed aatomis energia trepil Ergastamine Mehaanikakursusest on teada, et kehale potentsiaalse energia lisamiseks tuleb tööd tehes kehale juurde anda energiat. Sama kehtib ka aatomite puhul. Aatomile saab energiat juurde anda mitmel viisil: ·Kiiritada aatomeid valgusega ·Lastes kiiresti liikuvatel elektronidel põrkuda aatomitega ·Ainet kuumutades Kui juhtida külmast gaasist läbi valgust, siis tekib nn. neeldumisspekter. See koosneb tumedatest joontest,mis vastavad täpselt sama gaasi kiirgamisel tekkivatele heledatele joontele. Seega gaas neelab kiirgust samuti kindlate väärtuste kaupa, nagu kiirgab. Vesiniku aatomi spekter. Vesinikuaatomi spektrijooned on rühmitunud seeriatesse. Igas seerias olevad jooned moodustavad koonduvaid jadasid. Seeriaid kirjeldab valem:
sandid. Fotoefektiks nimetatakse elektronide valjumist ainest valguse toimel. Fotoefekt on seletatav valguse kvantiseloomuga: valgus on osakeste ehk valguskvantide voog. Valguskvanti nimetatakse footoniks. Aatomi ja tuumafuusika Aatomi planetaarmudel: keskel on massiivne tuum, selle umber tiirlevad ringikujulistel orbiitidel elektronid Bohri aatomimudel elektronid ei tiirle umber tuuma erinevatel orbiitidel, elektronidel on aatomis erinevad energiatasemed. Kaasaegne aatomimudel ? Tuuma umber liikuvad elektronid moodustavad elektronpilved ehk orbitaalid, mille erine vates osades on elektroni leiutoenaosus erinev. ? Elektronpilve piire, jarelikult ka aatomi mootmeid, ei ole voimalik tapselt maarata ? Mitme elektronkihiga aatomite elektronkate on kihiline ? Erinevate elektronkihtide ja alamkihtide taitumisel kehtivad 2 printsiipi:
18)Mida tähendab seisulaine pillikeeles? Seisulaine-pillikeel saab võnkuda ainult sellise sagedusega, et tema kahekordne pikkus peab täpselt jaguma tekitavate lainepikkustega. 19)Millele kindlate spektrijoonte tekkimine elektronide liikumise kohta aatomis viitavad? Kindlate spektrite teke viitab sellele, et elektronid liiguvad vaid kindlatel orbiitidel, millele vastab kindel elektronenergia. Elektron ''pendeldab'' kindlatel orbiitidel ja liigub edasi tagasi. 20)Miks me võime väita, et elektronidel on laineomadused? Kui elektroni läbi kitsa pilu suruda, siis nad asetuvad selle tahaekraanile, nii et nende jälgedest moodustub valguse interferentsipildisarnane pilt. St, nad käituvad sarnaselt valgusele- defrageeruvad, painudvad, interfereeruvad ja annavad interferentsile sarnase pildi. 21)Milles elektronide laineomadused avalduvad? Kui elektrone suunata läbi mingi kitsa pilu, siis nad asetuvad selle taha ekraanile nii, et
Elektron on väga väike, negatiivse elementaarlaenguga fundamentaalosake. · Iseloomusta aatomi tuuma. 1911.aastal avastas Rutherford aatomi tuuma. Aatomi tuum on positiivse laenguga ja mõõtmetelt väga väike. Enamus aatomi massist on kogunenud aatomi tuuma. · Mis on elementaarlaeng? Millistel osakestel, millise laenguga esineb? Elementaarlaeng on väiksem iseseisvalt eksisteeriv laeng 1,6x10-19 C Esineb prootonitel (positiivne) ja elektronidel (negatiivne) · Milline on aatomi planetaarmudel? Aatomi planetaarmudel on aatomi ehituse võrdlus päikese ja planeetide/taevakehadega. Aatom on tuumas keskne nagu päikesesüsteemis päike ning igal erineval tasandil tiirlevad ümber aatomi elektronid (planeedid ümber päikese). · Kuidas on seotud elektronide üleminekud aatomis neeldumise ja kiirgus spektriga? Spektri joonte paigutuses esineb üldjuhul korrapära, mis väljendub selles, et spektrijooned on
47. Lewise teooria teised elemendid püüavad keemiliste reaktsioonide kaudu saavutada väärisgaasidega analoogseid (kaheksaelektronilisi) elektronkonfiguratsioone (nn oktetiprintsiip). Valentselektronid täppidena ja ühine elektronpaar kriipsuna. (Valentssidemete teooria keemiline side moodustub aatomite lähenemisel ja orbitaalide kattumisel. Kattumise tulemusena tekivad uued (teistsugu kuju ja energiaga) orbitaalid, mis võimaldavad elektronidel paigutada enegreetiliselt soodsamalt tuumade vahele ja nende ümbrusse. Näitab ära hübridisatsiooni.) 48. Lewise sümbolid aatomit tähistatakse vastava elemendi sümboliga, mille ümber kujutatakse väliskihi elektrone punktidena. Aatomite kujutamisel enamasti ei arvestata s- ja p-almkihtide olemasolust tingitud elektronide paardumisega, valentselektronid paigutatakse võimalikult ,,laiali".
47. Lewise teooria – teised elemendid püüavad keemiliste reaktsioonide kaudu saavutada väärisgaasidega analoogseid (kaheksaelektronilisi) elektronkonfiguratsioone (nn oktetiprintsiip). Valentselektronid täppidena ja ühine elektronpaar kriipsuna. (Valentssidemete teooria – keemiline side moodustub aatomite lähenemisel ja orbitaalide kattumisel. Kattumise tulemusena tekivad uued (teistsugu kuju ja energiaga) orbitaalid, mis võimaldavad elektronidel paigutada enegreetiliselt soodsamalt tuumade vahele ja nende ümbrusse. Näitab ära hübridisatsiooni.) 48. Lewise sümbolid – aatomit tähistatakse vastava elemendi sümboliga, mille ümber kujutatakse väliskihi elektrone punktidena. Aatomite kujutamisel enamasti ei arvestata s- ja p-almkihtide olemasolust tingitud elektronide paardumisega, valentselektronid paigutatakse võimalikult „laiali“.
2 orbitaalide üldarv energianivool on n => 1; 1+3; 1+3+5; etc spinnkvantarv ms – määrab elektroni magnetmomendi suuna ms = +- ½ Pauli prinsiip – aatomis ei saa olla kahte ega enamat elektroni samas kvantolekus (kõik neli kvantarvu – n, l, m, ms – ei saa olla ühesugused) igal võrdse n, l ja m-ga orbitaalil saab asuda ainult kaks elektroni, mille spinnid peavad olema vastassuunalised. minimaalse energia/aufbau prinsiip – elektronidel peab aatomis olema minimaalne potentsiaalne energia / elektronid täidavad orbitaalid energia kasvu järjekorras Hundi reegel – antud alanivoo elektronide summaarne spinn peab olema maksimaalne (alguses täituvad ühekaupa sama spinniga elektronidega, siis lisanduvad vastupidise spinniga elektronid) 3 elektroni paigutamine d-alakihile: , MITTE Kletškovski reegel – määrab alanivoode täitumise järjekorra: mida suurem on orbitaali n +
Elektronide arv on aga 4N. Seega on kõik valentstsooni nivood täidetud ja juhtivustsooni nivood tühjad (selline on pilt 0 K juures). Valentstsooni elektronid liikuda ei saa, küll aga saavad liikuda kristallis juhtivustsooni elektronid. Seda on kõige lihtsam selgitada elektronide energia sõltuvusega aatomite vahelisest kaugusest (joonis 2.2). Üksiku aatomi korral asuvad elektronid nn potentsiaali augus ja nende liikumine on väga piiratud: suurema energiaga (kaugematel) elektronidel on see veidi suurem. Kristallis on alumistes tsoonides asuvate elektronide liikumine samuti piiratud, juhtivustsoonis asuvatel elektronidel aga potentsiaali barjäär puudub ja nad saavad liikuda kogu kristalli ulatuses. Nivoode energiate vahe juhtivustsoonis on väga väike (10 -17 eV), mistõttu elektriväljas ergastatakse nad kõrgematele vabadele nivoodele, kus nad saavadki liikuda. Seetõttu nimetatakse juhtivustsooni elektrone vabadeks elektronideks.
annaabi.ee 
