Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Tahkise struktuur". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
elektron, valents, energiatsoon, keelutsoon, tahkis, tsoonid, metall, juhtivustsoon, dielektrik, pooljuht, valentstsoon, elektrijuhtivus, energiatsoonid, kristallides, aatomid, ioonid, energiatasemed, energiate, ühelt, elektronil, metalle, dielektrikuid, tõusta, ossa, liikuda, dielektrikud, liikumisvabadus, vabu, pooljuhid, auke, muudetav, pooleldiAatomifüüsika Aatomifüüsika: Bohri aatomimudel: peakvantarv, energianivoo, Bohri postulaadid. Kvantmehaanika teke ja põhiideed. Kaasaegne aatomimudel. Energiatasemed tahkises: metall, pooljuht, dielektrik. Aatomifüüsika · Aatomifüüsika käsitleb keemiliste elementide algosakestes - aatomites toimuvaid protsesse. · Aatomifüüsika kitsamas mõttes tegeleb aatomite elektronkatete uurimisega; aatomituumas toimuvaid protsesse uurib tuumafüüsika. Aatomimudel · Mis on mudel? Sõnaga "mudel" tähistavad teadlased mitte harjumuspärast odavat vähendatud koopiat, vaid originaaliga sarnaselt funktsioneerivat süsteemi. Aatomimudelid
1. teema aatomifüüsika, aatomimudelid Aatomifüüsika käsitleb keemiliste elementide algosakestes - aatomites toimuvaid protsesse. Aatomifüüsika kitsamas mõttes tegeleb aatomite elektronkatete uurimisega; aatomituumas toimuvaid protsesse uurib tuumafüüsika. 1. J. J. Thomson 1903. a. - esimese aatomimudel. Thomsoni aatomimudel kujutas endast sfäärilise sümmeetriaga homogeenset positiivset laengut, mille väljas liigub elektron. 2. Rutherfordi planetaarne aatomimudel 1911.a. Elektronid tiirlevad tuuma ümber, meenutab Päikesesüsteemi ehitust. Oli õige mittekiirgava aatomi suhtes. 3. Bohri aatomimudel 1913.a. Seotud Bohri postulaatitega. Selgitavad, millal aatom kiirgab, millal neelab valguskvante. Rutherfordi katse skeem A - osakeste allikas; K - märklaud (kuldleht);
Kristallvõre on igal juhul füüsikaline mudel idealiseering. 3. Energiatasemed ja nende muundumine: Vastavate energiatasemete muster on iseloomulik igale aatomitüübile keemilisele elemendile. Elektroni üleminekul kõrgemalt energiatasemelt madalamale kiirgab aatom valguskvandi energiaga. Muundumine: - 4. Metallid: 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. Pooljuhid: on valentselektronide energiatsoon ehk valentsitsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2 eV) kui dielektrikutes.
elektronide ehk valentselektronide energiatasemed mitme elektronvoldi laiusteks energitatsoonideks. Lubatud energiatsoonid on üksteisest lahutatud keelutsoonidega. Keelutsoon on selliste elektroni energia väärtuste piirkond, mille korral ei teki stabiilseid elektroinlaineid. Elektronid ei saa omada selliseid energiaid, mis jäävad antud tsooni Enerigatsoonid: 1.Valentsitsoon 2.keelutsoon 3.Juhtivustsoon METALLID. Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes selleks elektriväljalt lisaenergiat. Nii saavad elektronid liikuda ja põhjustada elektrijuhtivust. DIELEKTRIKUD. Dielektrikutes on valentselektronide energiatsoon elektronide poolt täielikult hõivatud. Elektronide liikumisvabadus puudub, pole vabu naabertasemeid. Järgmine lubatud energiatsoon paikneb laia(10 eV) keelutsooni taga. Elektronied ei suuda
Näiteks keedusool NaCl ioonside elektronide ,,kinkimise" teel. Need aatomid moodustavad molekuli, kuna nad muutuvad suhteliselt kergesti Na+ positiivseteks ja Cl- negatiivseteks ioonideks. Kui Na ja Cl aatomid satuvad lähestikku, ,,kingib" Na oma väliselektroni Cl-le. Ioonsidemega ühendeid on üsna palju looduses. Kovalentne ehk homeopolaarne side. Tema moodustumisel ühistatakse ikka vastasspinnidega elektronpaarid, üks elektron kummaltki ühinevalt aatomilt. Kovalentse sidemega ainete hul looduses on valdav. Kovalentne side on H2 juhtum. H2 moodustamisel ühistatakse kummagi aatomi 2 elektroni, nad asetuvad ühisesse leiulainesse 2 prootoni ümber. Eeltingimuseks on muidugi see, et mõlemad elektronide spinnid on vastassuunalised. Ühinevate aatomite tuumade tõuge tasakaalustatakse nii, et elektronpilve tihedus on suurim tuumade vahelises alas. 2
1.kuidas muunduvad aatomid kõrgemate energiatasemed, kui aatomid ühinevad kristalliks? Kristallides muunduvadatomite ioonide väliselektronide energiatasemed mitmede eV laiusteks energiatsoonideks, mille hõivamine elektronide poolt järgib tõrjutusprintsiipi ja mis on ühised kogu kristallile. 2.mille poolest erinevad metalli pooljuhi ja dielektriku energiatsoon? Metallides on kõrgeim hõivatud energiatsoon ainult osaliselt elektronidega asendunud. Dielektrikus on, aga kõrgeim hõivatud energiatsoon-valentsitsoon elektronidega täidetud.metallides saavad elektronid tsooni hõivamata ossa tõustes ammutada elektriväljalt energiat ja liikuda.dielektrikus liikumisvabadus puudub,elektrivool ei pääse läbi///valentsitsooni täituvuse ja keelutsooni laiuse poolest. 3.selgita mõisted: keelutsoon, valentsitsoon, juhtivustsoon. Keelutsoon-vahemikku,
elektronpaaride ühistamisel 1.3. Kristallid on makroskoopilised hiidmolekulid, milles aatomid või ioonid on paigutunud korrapärasesse (perioodiliselt korduvate ühikrakkudega) ruumvõresse. 2.1. Kristallides (tahkistes) muunduvad aatomite/ioonide väliselektronide energiatasemed mitme eV laiusteks energiatsoonideks, mille hõivamine elektronide poolt järgib tõrjutusprintsiipi ja mis on ühised kogu kristallile. 2.2. Metallides on kõrgeim hõivatud energiatsoon ainult osaliselt elektronidega asustatud. Seetõttu on nad head elektrijuhid: elektronid saavad tsooni hõivamata ossa tõustes ammutada elektriväljalt energiat ja liikuda. 2.3. Dielektrikuis ning tugevasti külmutatud pooljuhtides on kõrgeim hõivatud energiatsoon valentstsoon elektronidega täidetud. Liikumisvabadus puudub, elektrivool ei pääse läbi. 2.4. Tavatemperatuuridel ergastab soojusliikumine pooljuhtides elektrone üle kitsa
katsel, mille käigus kiiritati õhukest kullalehte -osakestega. Katse käigus avastati, et osad -osakesed põrkusid plaadilt tagasi. Põrkumine oleks mõeldamatu, kui aatomi positiivne laeng jaguneks ühtlaselt üle terve ruumi. 22.11.12 4 Aatomi koostisosad. Prooton ja neutron on ligikaudu võrdse massiga, mis on 2000 korda suurem elektroni massist. NIMETUS MASS(kg) LAENG(C) Elektron 9,1*10-31 -1,6*10-19 Prooton 1,6726231*10-27 +1,6*10-19 Neutron 1,674928*10-27 0 Tavaolekus on aatom elektriliselt neutraalne. Seega peab prootonite arv tuumas ja teda ümbritsevate elektronide arv võrdne olema. Seda arvu nimetatakse laenguarvuks Z, mis on tähtsaim aatomit iseloomustav suurus. Vahemaad aatomi osakeste vahel on ülisuured, aatom sisaldab palju tühja ruumi. 22.11.12 5
· Iooniline side positiivsete ja negatiivsete ioonide vahel Keemiliste sidemete tekkimine tekib aatomite ,,annetamise" või ,,ühistamise" teel Kristallvõre aatomid/ioonid on paigutatud korrapäraselt ruumvõresse Võredefekt: · Üksikud aatomid või ioonid paiknevad vales kohas · Mõned võresõlmed on vakantsed (tühjad) · Kristalli on lisatud teisi keemilisi elemente · Terasele lisati Cr ja Ni - roostevaba teras Keelutsoon on energiatsoon, millele vastav energiavahemik on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud Lubatud tsoon- on kristallis valentselektronide energiatasemete jagunemisel tekkinud alatasemete kogum, millele vastavad energiad on elektronidele lubatud Valentstsoon - on viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon Juhtivustsoon valentstsoonile järgnev elektronidega täitmata või osaliselt täidetud lubatud tsoon Hübriidtsoon tekib siis, kui kaks viimast tsooni kattuvad
Aatomikooslused. Laserid. (Käämbre) 1. Kirjelda erinevaid sidemete tüüpe aatomite vahel. Too näiteid. Ioonside on molekul, mis koosneb positiivsest ja negatiivsest ioonist ning neid hoiab koos elektriline tõmbejõud. Nt: NaCl korral läheb naatriumi elektron kloori väliskihti ja tekivad ioonid Na+ ja Cl-. Kovalentne side tekib siis kui väliselektronide spinnid on antiparalleelsed. Nt: H2 molekul tekib siis kui elektronide spinnid on vastassuunalised. 2. Iseloomusta metalli siseehitust. Metallide välimises elektronkihis on tavaliselt 1-2 elektroni. Metallide aatomid paiknevad ruumis korrapäraselt. 3. Miks ja millest tekivad juhtides energiatsoonid? Kristallides on aatomid või ioonid paigutunud korrapärase ruumivõrena
võrekonstandist. 3. Kuidas muunduvad aatomite kõrgemad energiatasemed, kui aatomid (ioonid) ühinevad kristalliks? Lk 59 väliselektronide tasemed paisutab aatomite elektriline vastastikmõju laiadeks, mitme elektronvoldi laiusteka energiavöötmeteks e energiatsoonideks. 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
konstant ja f valguslaine sagedus. Mida suurem sagedus, seda suurem energia. Raadiolainete sagedus on kõige väiksem, st energia kõige väiksem, -kiirguse sagedus kõige suurem, st energia kõige suurem, elusorganismidele kõige kahjulikum (purustavam). Fotoefekt on elektronide vabanemine ainest valguse footonite toimel. Väljumistöö Elektronil endal ei ole metallis energiat piisavalt, et väljuda metallist, sest väljumiskohal tekib ju kohe laengu ülejääk, millega tõmmatakse elektron tagasi. Kui aga elektron saab metalli pinnal energiat sinna langevalt footonilt, siis ta võib sealt lahkuda. Footon teebki sel juhul väljumistöö A. Einsteini valem fotoefekti kohta footoni energia võrdub elektroni väljumistöö ja kin energia summaga. m v2 h f = A+ 2 Fotoefekti punapiir piirsagedus või lainepikkus, mille puhul footoni energia on võrdne elektroni väljumistööga. Kvandi energia J
http://www.abiks.pri.ee METALLID, POOLJUHID, DIELEKTRIKUD Kristallides muunduvad aatomite/ioonide väliselektronide energiatasemed mitme eV laiusteks energiatsoonideks. Energitasemete teisenemine energiavööndeiks tsoonideks aatomite liitumisel kristalliks ( joonis P aatomi põhitase, Epõhitasemele järgnev ergastustase, Ekeelutsoon) Kuna metallides on kõrgeim hõivatud energiatsoon ainult osaliselt elektronidega asustatud, on nad head elektrijuhid: elektronid saavad tsooni hõivamata ossa tõustes ammutada elektriväljalt energiat ja liikuda. ( joonis Energiatsoonid metallides, pooljuhtides ja dielektrikutes) Tavatemperatuuridel ergastab soojusliikumine pooljuhtides elektrone üle kitsa (1eV) keelutsooni kõrgemasse tsooni juhtivustsooni, jättes valentstsooni tühikuid auke. Auk käitub elektriväljas nagu positiivse laenguga voolukandja
energianivoo - peakvantarvule vastav energia. Bohri postulaadid a) Aatom võib püsivalt viibida ainult erilistes statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia . Statsionaarses olekus aatom ei kiirga ega neela energiat. b) Aatom kiirgab footoni suurema energiaga statsionaarsest olekust üleminekul väiksema energiaga statsionaarsesse olekusse üleminekul. Kiiratud footoni energia võrdub statsionaarsete olekute energiate vahega. Footoni neeldumisel läheb elektron üle kõrgema energiaga statsionaarsesse olekusse. tahkiste struktuur energiatasemed tahkises kristallides väliskihi elektronide vastastikmõju tõttu muutunud mitme elektronvoldised valentselektronide väliskihid. metall - valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat
kristalliks? Elektronkatte sisekihtide elektronide energiatasemed jäävad kristallis peaaegu muutumatuks, kuid väliselektronide tasemed paisutab aatomite elektriline vastastikmõju laiadeks, mitme elektronvoldi laiusteks energiatsoonideks. Kui kristallis on ühinenud N aatomit, hargneb iga tase tsoonis N alatasemeks. Kehtima jääb Pauli tõrjusetusprintsiib. 4. Kuidas liigitatakse tahkised nende elektrijuhtivuhtivuse järgi? metall(juht), pooljuht, dielektrik 5. Mispoolest erinevad metalli, pooljuhi ja dielektriku energiatsoonid? Metallid ja pooljuhid neelavad valgust, dielektrikud on läbipaistvad. Dielektrikutes ja pooljuhtides on kõrgeim hõivatud tsoon. Metallides on kõrgeima hõivatud taseme tsoon vaid osaliselt täidetud. Pooljuhtide keelutsoon on dielektrikute omast kitsam. 6. Selgita mõisted: *keelutsoon-elektronide laineomaduste tõttu ei saa omandada energiaid, mis jäävad täidetud ja tühja tsooni vahele.
Moodustavad energiatsoonid. 2.Lubatud energiatsoonide täitumine elektronidega toimub vastavuses energia miinimumi printsiibiga ja Pauli keeluprintsiibiga.3.Energiatsoonid liigitatakse tahkistes lubatud ja keelutsoonideks selle alusel,et tahkiste energiatsoonides on piirkondi,kus laine omaduste tõttu võib olla elektrone ja kus mitte.4.Energia suurenemisel laienevad lubatud tsoonid ja keelutsoonid muutuvad kitsamaks.5.Tsoonide täitmisel esineb kolm võimalust:a)Esinevad vaid täielikult täidetud ja päris tühjad tsoonid b)Viimane hõivatud tsoon on vaid osaliselt täidetud c)On moodustunud hübriid tsoon.8.Lubatud tsoonide laienemise tõttu võivad ülemised energiatsoonid kattuda-tekib hübriid tsoon.9.Dielektrikutes ei saa väline elektriväli
Tuumade koostisse kuuluvad positiivse laenguga prootonid ja laenguta neutronitest. Ainukesena on lihtsaima elemendi vesiniku aatomi tuumas ainult 1 prooton. Prootoni laengu absoluutväärtus võrdub elektroni laengu absoluutväärtusega. See moodustab elementaarlaengu,mille väärtus on ~1,6*10-19 C. Aatomi koostisosad. Prooton ja neutron on ligikaudu võrdse massiga, mis on 2000 korda suurem elektroni massist. NIMETUS MASS(kg) LAENG(C) Elektron 9,1*10-31 -1,6*10-19 Prooton 1,6726231*10-27 +1,6*10-19 Neutron 1,674928*10-27 0 Tavaolekus on aatom elektriliselt neutraalne. Seega peab prootonite arv tuumas ja teda ümbritsevate elektronide arv võrdne olema. Seda arvu nimetatakse laenguarvuks Z, mis on tähtsaim aatomit iseloomustav suurus. Vahemaad aatomi osakeste vahel on ülisuured, aatom sisaldab palju tühja ruumi. Planetaarmudeli vastuolud.
vastab kindel energia. Statsionaarses olekus aatom ei kiirga. 2) Aatom kiirgab valgust suurema energiaga E' statsionaarsest olekust väiksema energiaga E" statsionaarsesse olekusse üleminekul. Kiiratud footoni energia võrdub statsionaarsete olekute energiate vahega. Valguse kiirgumine Suuremalt orbiidilt väiksemale tulles aatom kiirgab energia hulga Valguse neeldumine Selleks, et elektron läheks suuremale orbiidile, peab aatomis energia neelduma. Tahkiste struktuur: Energiatasemed tahkises Lubatud energiatsoonid ja keelutsoonid. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on omavahel lahutatud keelutsoonidega. Probleem seisneb selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et lubatud tsoonist üle hüpata keelutsooni. Selliste energiatasemete põhjal võib eristada juhte, pooljuhte ja dielektrikuid.
100% Q1 = 600 J Q -? Akas - ? 3. kursus ELEKTROMAGNETISM Elektriväli Elektrilaeng on mitme tähendusega mõiste. Keha elektrilaeng q näitab keha osalemise intensiivsust elektromagnetilises vastastikmõjus. Huvitav on massi ja laengu vahekord: mass võib ilma laenguta olemas olla, aga laeng ilma massita ehk laengukandjata mitte kunagi. Elektron kannab negatiivset laengut, prooton positiivset. Keha kui terviku laeng sõltubki nende arvulisest suhtest, sest qe = q p . [ q ]SI =1C (kulon). Elektroni ja prootoni laengut qe = q p = e =1,6 10 -19 C nimetatakse elementaarlaenguks. Keha elektrilaeng saab olla ainult täisarvkordne elementaarlaengust. Elektrilaengu jäävuse seadus: elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv suurus.
100% Q1 = 600 J Q -? Akas - ? 3. kursus ELEKTROMAGNETISM Elektriväli Elektrilaeng on mitme tähendusega mõiste. Keha elektrilaeng q näitab keha osalemise intensiivsust elektromagnetilises vastastikmõjus. Huvitav on massi ja laengu vahekord: mass võib ilma laenguta olemas olla, aga laeng ilma massita ehk laengukandjata mitte kunagi. Elektron kannab negatiivset laengut, prooton positiivset. Keha kui terviku laeng sõltubki nende arvulisest suhtest, sest qe = q p . [ q ]SI =1C (kulon). Elektroni ja prootoni laengut qe = q p = e =1,6 10 -19 C nimetatakse elementaarlaenguks. Keha elektrilaeng saab olla ainult täisarvkordne elementaarlaengust. Elektrilaengu jäävuse seadus: elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv suurus.
Kovalentne side tekib ühtlustunud elektronpaaride vahendusel. 3. Kristallvõre Kristallis on aatomid või ioonid paigutunud korrapäraselt ruumvõresse. Võredefekt kristallvõres esinev defekt (mida mööda kristall murdub): üksikud aatomid/ioonid paiknevad vales kohas mõned võresõlmed on tühjad ehk vakantsed kristallidesse on lisatud teisi keemilisi elemente 4. Energiatsoonid: Lubatud tsoonid kristallis vastavatele valentselektronidele lubatud energiatasemed Keelutsoonid eraldavad lubatud tsoone üksteisest Valentstsoon viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon Juhtivustsoon valentstsoonile järgnev lubatud tsoon, mis on elektronidega täitmata või osaliselt täidetud Hübriidtsoon kaks viimast tsooni täituvad 5. Valentselektron väliskihi elektron ,,Auk" - elektronist vabanenud koht valentstsoonis 6
koosnev tahke homogeenne ja regulaarselt korduva ühikrakuga struktuur. Kristallide korrapärase siseehituse välispidiseks väljenduseks on siledate ja kindlate seaduspärasuste alusel moodustunud tahkudega kristallvormid. Kõik kristallid jagatakse kuue süngoonia vahel, mis omakorda koosnevad kolmekümne kahest punktigrupist. Keelutsoon-Vabad elektronid võivad asuda ainult valentsitsoonis või juhtivustsoonis. Tsoonidevahelised alad on aga "keelatud" tsoonid, kus elektronid statsionaarselt olla ei saa. Seetõttu nimetatakse neid energiavahemikke ka keelutsoonideks. Keelutsoon on energiatsoon, millele vastav energiavahemik on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud. Lubatud tsoon- on kristallis valentselektronide energiatasemete jagunemisel tekkinud alatasemete kogum, millele vastavad energiad on elektronidele lubatud. Valentstsoon - on viimane
Bohri postulaadid: 1) aatom omab kindla energiaga statsionaarseid ehk ajas muutumatuid olekuid. 2) aatom kiirgab või neelab valguskvandi vaid siirdel (üleminekul) ühest statsionaarsest olekust teise. Peakvantarvuks nimetatakse kvantarvu n, mis Bohri mudeli korral määrab aatomi energia, elektronorbiidi raadiuse ja elektroni kiiruse. Energianivoo on peakvantarvule vastav energia. Aatom asub põhiolekus, kus energia on vähim. Valguse kiirgumine elektron läheb üle madalamale energiatasemele (tuumale lähemale), siis kiirgub footon. Valguse neeldumine elektron läheb üle kõrgemale energiatasemele (tuumast kaugemale), siis neeldub footon. Energiatasemed tahkistes Tahkistes muunduvad valentselektronide energiatasemed naaberaatomite elektronidega toimuva vastastikmõju käigus mitme elektronvoldi laiusteks energiatsoonideks. Lubatud energiatsoonid on üksteisest lahutatud keelutsoonidega.
Näiv kujutis on kujutis, mida ekraanile tekitada ei saa, kuid mida on silmaga võimalik näha. Tõeline kujutis on kujutis, mida saab tekitada ekraanile, tekib valguskiirte lõikepunktis. Footon valguse osake, seisumassita elementaarosake. Valguskvant. Footoni energia = kvandi energia E=hf h-Plancki konstant f-valguslaine sagedus Fotoefekt on nähtus, mis seisneb metallist elektronide väljalöömises valguse abil. Väljumistöö on väikseim energia, mida elektron peab omama, et ületada aine positiivsete ioonide tõmberjõud ja väljuda ainest. Einsteini valem fotoefekti kohta: E = hf = A+mv2/2 Fotoefekti punapiir on footoni väikseim sagedus, mille korral fotoefekt esineb. Valguskvandi kiirus = c=hf AINE STRUKTUUR Bohri aatomimudel Peakvantarv on täisarv n, mis määrab elektroni kõige tõenäolisema kauguse tuumast. 6
Kui elektroni liikumise kiirust aatomis tähistada v - ga, siis h h B = = p , mv milles B - De Broglie lainepikkus ja p = m v on elektroni impulss. Kui elektroni liikumine ümber tuuma on seotud lainetega, siis ei tohiks muutuda täistiiru jooksul laineharjade kokkusobimine, s.t. lained peaksid olema faasis - kujult seisulained. Seega elektron peab liikuma orbiitidel, milledele mahub täisarv De Broglie lainepikkusi : 2 r = n B , milles n on täisarv. n=1 n=2 n= 3 3 Viimasest valemist saab arvutada lubatud orbiitide raadiused Bohri aatomimudelis n h r = = n , milles m - elektroni mass , 2 mv 2
9. Mis on isotoopide tekke aluseks? Ühesuguse elektronide ja prootonite arvuga, kuid erineva neutronite arvuga elemendid 10. Mis määrab ära aine keemilise intediteedi?aine keemilised omadused??? 11. Millistel energianivood on elektronile lubatud aatomis? isoleeritud aatomites võivad elektronid olla vaid diskreetsetel 4 kvantarvuga ja Pauli keeluprintsiibiga määratud energianivoodel. 12. Mis on footon? Vabanev või neelatav energia hulk, mis on vajalik, et elektron vahetaks energianivood. 13. Kirjutage Planck'i võrrand? = h kus, h - Plancki konstant = 6,63 . 10-34 J.sek. 14. Bohri mudel aatomi ehitusele? 15. Defineeri Heisenberg'i määramatuse printsiip? 16. Mis on peakvantarv ja selle lubatud väärtused? Annab elektroni lubatud põhienergianivood, kus tõenäosus vastava kvantarvuga elektroni leidmiseks on suurim. Peakvantarv n võib omada positiivseid väärtusi vahemikus 1 - 7. 17. Mis on kõrvalkvantarv ja selle lubatud väärtused
energiaga En kiiratakse või neelatakse energiakvant hf, mis võrdub nende olekute vahega. 20 Tahkiste struktuur Tahkis säilitab oma kuju ja ruumala. Molekulid saavad võnkuda tasakaaluasendi ümber, kuid tasakaaluasendit muuta ei saa U0>>E Energiatsoonid tahkistes: Metall tahkis, milles viimane hõivatud energiatsoon on vaid pooleldi täidetud elektronidega (juhtivustsoon) või on moodustunud hübriidtsoon, st valents- ja juhtivustsoon osaliselt kattuvad, keelutsoon puudub. (E=0) Pooljuht tahkis, mille valentstsoon on täielikult täidetud, kuid keelutsoon on kitsas (E=13eV). Valguse või soojuse mõjul saavad elektronid siirduda valentstsoonist juhtivustsooni. Isolaator tahkis, milles esinevad vaid täielikult täidetud ja päris tühjad energiatsoonid. Keelutsooni
Plasma koosneb ühe- ja mitmekordselt ioniseeritud aatomitest ja elektronidest, moodustub kõrgel temperatuuril ja elektrilahendustes, suur elektrijuhtivus 2.2. AATOMID JA IOONID 2.2.1 Elektronide olek aatomis Elektronil on üheaegselt nii massiosakese kui laine omadused.Elektroni koordinaati ja impulssi pole üheaegselt võimalik täpselt määrata. Me võime teada ainult elektroni olekut e. elektroni orbitaali Statsionaarses olekus on elektron ainult teatud kindlatel kvanditud orbitaalidel Kvantarvud peakvantarv n n = 1, 2, 3,…, magnetkvantarv m m = 0, 1, 2,…, l spinnkvantarv s s =+1/2 või s = -1/2 orbitaalkvantarv l l = 0, 1, 2, 3,…, n-1 Pauli printsiibi kohaselt võib aatomis ühes ja samas olekus olla ainult üks elektron. Kaks elektroni aatomis peavad olema vähemalt ühe kvantarvu võrra erinevates olekutes.
identifiteedi. Järgnevalt aga näeme, et keemilise sideme teke on otseselt seotud aatomites olevate elektronidega (nende orbitaalidega). 2.3. Aatomite elektronstruktuur. Vesiniku aatom. Vesiniku aatom on lihtsaim aatom ja ta sisaldab endas vaid ühe elektroni, mis ümbritseb vaid ühest prootonist koosnevat tuuma. Liikudes ümber aatomi tuuma on elektronil lubatud vaid kindlad energianivood (orbitaalid). Ülaltoodud on seletatav asjaoluga, et elektron aatomis allub kvantmehhaanika seadustele, mis lubavad talle mitte suvalisi vaid kindlaid energiaväärtuseid. Ergastamisel s.o. energia juurdeandmisel võib elektron minna üle vaid kindlale uuele energianivoole. Üleminek toimub antud üleminekule vastava energia, s.o. uue energianvoo ja esialgse energianivoo energiate vahele vastava energia, neeldumisel. Kui elektron aatomis kukub kõrgemalt energianivoolt madalamale, siis vabaneb energia samasuures diskreetses väärtuses (joon. 2.5.)
elektrilaenguga elektronidest. Elementaarlaeng on prootoni ja elektroni täpselt võrdne laeng, 1,6 * 10^-19 3. Mis on joonspekter? Joonspekter ehk aatomi spekter on kindla lainepikkusga valguskiir. 4. Kirjelda lühidalt kuidas aatom energiat omandab/loovutab. Aatom omandab ja loovutab energiat kindlate kvantumite kaupa, sest kiirgus- ja neeldumisspektrid on joonspektrid. 5. Mis on elektronvolt, selle arvuline väärtus? Elektronvolt (eV) on energia, mille omandab elektron, läbides elektriväljas potentsiaalide vahet 1 volt. eV = 1,60 * 10^-19 J 6. Mida peab aatomiga tegema, et ta saavutaks kõrgema energiataseme? Miks? Aatomi kõrgema energiataseme saavutamiseks on vaja aatomit ergastada, et tal oleks mida välja kiirata. 7. Kas aatomid saavad vastu võtta igasugust energia hulka? Põhjenda. Ei, aatomid saavad energiat vastu võtta vaid kindlate osade kaupa. Kõik neelatavad energia kogused peavad jääma kindlate energiatasemete vahedele. 8
erinevates kristallsüsteemides. 8.Nimeta kriteeriumid, mis määravad ära lisandi asendusliku lahustumise astme? a)aatomi suuruse faktor b)elektronegatiivsuse faktor c)asendatava ja asendava aatomi valents d)struktuuri faktor 9.Mis on statsionaarne difusioon? Statsionaarne difusioon on difusiooni erijuht, kus ei toimu protsessi käigus muutusi nii allika kui ka difusiooni lõpp-punkti lisandi konsentratsioonis. 10.Mis on omajuhtivusega pooljuht? Omajuhtivusega pooljuht on omane temepratuuri 0 k täielikult täidetud valentstsoon, mis on eraldatud tühjast juhtivustsoonist suhteliselt kitsa keelutsooniga. 11.Kuidas toimub valguse neeldumine mittemetallilises materjalis? Kui valgus läbib mittemetallilist materjali siis osa valgusest neeldub: I/Io=e ^(-alfa*l) 12.Mis on eutektikapunkt? Peenkristallilise segu tahkumise või sulamis temp. Ja koostise sõltuvuse graafikul vastab eutektikumile eutektiline punkt, milles eutektikum on tasakaalus tahkete faasidega. 13
Neil on omakorda suunad, mida nim libisemissuundadeks. Libisemispinnad ja-suunad on need, kus osakeste paiknemise tihedus on suurim, kus osakesed puutuvad üksteisega vahetult kokku. Sellisel juhul osakeste liikumine jõu toimel lükkab naaberosakeste võresõlmest välja. Metallide tugevadamise meetodid- metalli plastiline deformatsioon on seotud väga suure hulga dislokatsioonide samaaegse liikumisega. Seega mida kergemini dislokatsioonid metallis liiguvad, seda kergemini metall plastiliselt deformeerub. Kõik metallide tugevdamise meetodid põhinevad tegelikult dislokatsioonide liikumise takistamises. Kasutatakse järgmisi metallide tugevdamise meetodeid: 1)Terade mõõtmete vähendamini: kristalliitide vahelisel pinnal lõpeb dislokatsiooni liikumini, kuna katkeb osakeste vahetu kontakst ja/või muutub kritsalli orientastsioon ja seega libisemispind. Seetõttu on väikeste kritalliitidega metallid tunduvalt tugevamad. Üheks
7. Allotroopia? Paljud elemendid võivad eksisteerida erinevates temperatuuri ja rõhutingimustes erinevates kristallsüsteemides. 8.Kriteeriumid, mis määravad ära lisandi asendusliku lahustumise astme? a)aatomi suuruse faktor b)elektronegatiivsuse faktor e)asendatava ja asendava aatomi valents d)struktuuri faktor 9.Statsionaarne difusioon?on difusiooni erijuht, kus ei toimu protsessi kaigus muutusi nii allika kui ka difusiooni lõpp-punkti lisandi konsentratsioonis. 10.Omajuhtivusega pooljuht? on omane temperatuuri 0 k taielikult täidetud valentstsoon, mis on eraldatud tühjast juhtivustsoonist suhteliselt kitsa keelutsooniga. 11.Valguse neeldumine mittemetallilises materjalis? Kui valgus läbib mittemetallilist materjali siis osa valgust neeldub:I/Io=e^(-alfa*l) 12.Eutektikapunkt? Peenkristallilise segu tahkumise või sulamis temp. ja koostise sõltuvuse graafikul vastab eutektikumile eutektiline punkt, milles eutektikum on tasakaalus tahkete faasidega. 13
annaabi.ee 
