Г. Г. ФІЛІПЕНКО
КВАНТОВА МЕХАНІКА. ВСТУП У ПОЧАТКОВІ УМОВИ ФІЗИКИ ТВЕРДОГО ТІЛА.
Електрони провідності вносять низький внесок в теплоємність металу (закон Дюлонга-Пті).
Теоретичний же розрахунок за моделлю Друде показує, що внесок електронів в теплоємність повинен бути значним.
Атоми металів щільно упаковані, але не в один, а в кілька типів упаковок - кристалічні решітки. Значить крім щільної упаковки, при формуванні кристалічної решітки металу, відіграють роль також і хімічні властивості атомів (атомних остовом).
Металева зв'язок пояснюється об'єднанням декількох зовнішніх електронів атомів металу в загальній, для цих електронів, зоні провідності.
Існування зони доведено у відомому досвіді, коли виникав короткочасний струм при гальмуванні попередньо розкрученої котушки, а число електронів провідності визначено з дослідів Холла.
Як визначити "хімічні" властивості атомного кістяка? Для цього визначимо число гібридних орбіталей атомного кістяка, оточеного і притягиваемого зоною провідності.
У алмазу щільність упаковки атомів у кристалічній решітці дорівнює 34 відсоткам, а координаційне число (число найближчих атомів для центральноізбранним) дорівнює 4. На одну гібридну орбіталь атома алмазу припадає 34 розділити на 4 дорівнює 8,5 відсотків.
За аналогією для атома натрію 68 розділити на 8 дорівнює 8,5 відсотків. Звідси число гібридних орбіталей для атомів плотнейших упаковок дорівнюватиме 74 розділити на 8,5 одно
9 шт. (Орбіталей).
Викладено в роботі "До питання про металевої зв'язку в щільної упаковки хімічних елементів"
http://kristall.lan.krasu.ru/Science/publ_grodno.html
http://sciteclibrary.ru/eng/catalog/pages/5216.html (in English)
Електрони зовнішніх оболонок або подоболочек спочатку заповнюють гібридні орбіталі, а що залишилися електрони розміщуються в зоні провідності. Імовірно, в
реальному просторі, зона провідності повинна знаходиться в районі поверхні комірки Вігнера-Зейтца. Грубо, вона нагадує собою бджолині стільники.
Тому електрони провідності вносять низький внесок в теплоємність металу, тому що вони по суті знаходяться в просторі двовимірному зі складною поверхнею. Тут помилка Друде. А періодичність для електрона провідності в кристалі пов'язана не стільки з постійної грати, скільки зі стереометрії гібридних (валентних) орбіталей атомних кістяків. Дивись осціляціі в дослідах де-Гааза-ван-Альфа з дослідження поверхні Фермі.
З урахуванням вищевикладеного ясно, що механізми заповнення та розрахунків електронних рівнів для атомних кістяків і для зони провідності повинні бути різними.
Позитивним у статті бачиться те, що розрахунки властивостей матеріалів можна вести відразу для хімічного елемента, а не для порожнього куба Борна-Кармана. Все це напевно дикувато для квантового механіка, так будемо терпимі до інакомислячих.
ГРОДНО січня 2004.
Посилання (links):