Задание 6.

1.Кратко опишите, что представляет в современном понимании такая сущность, как химическая связь

Вывод: Химическая связь – это взаимодействие двух и нескольких атомов, в результате которого образуется химически устойчивая двух- или многоатомная система (например, молекула или кристалл).

2. Кратко сформулируйте, какие бывают виды химической связи, и чем они принципиально отличаются друг от друга

Вывод: Типы связи

Металлическая связь— химическая связь, обусловленная наличием относительно свободных электронов. Характерна как для чистых металлов, так и их сплавов и интерметаллических соединений.

Ковалентная связь (атомная связь, гомеополярная связь) — химическая связь, образованная перекрытием (обобществлением) пары валентных электронных облаков. Обеспечивающие связь электронные облака (электроны) называются общей электронной парой.

Характерные свойства ковалентной связи — направленность, насыщаемость, полярность, поляризуемость — определяют химические и физические свойства соединений.

Направленность связи обусловливает молекулярное строение веществ и геометрическую форму их молекул. Углы между двумя связями называют валентными.

Насыщаемость — способность атомов образовывать ограниченное число ковалентных связей. Количество связей, образуемых атомом, ограничено числом его внешних атомных орбиталей.

Полярность связи обусловлена неравномерным распределением электронной плотности вследствие различий в электроотрицательностях атомов. По этому признаку ковалентные связи подразделяются на неполярные и полярные.

Поляризуемость связи выражается в смещении электронов связи под влиянием внешнего электрического поля, в том числе и другой реагирующей частицы. Поляризуемость определяется подвижностью электронов. Полярность и поляризуемость ковалентных связей определяет реакционную способность молекул по отношению к полярным реагентам.

Электроны тем подвижнее, чем дальше они находятся от ядер.

Ионная связь— прочная химическая связь, образующаяся между атомами с большой разностью (>1,7 по шкале Полинга) электроотрицательностей, при которой общая электронная пара полностью переходит к атому с большей электроотрицательностью. Это притяжение ионов как разноименно заряженных тел. Примером может служить соединение CsF, в котором «степень ионности» составляет 97 %.

Ван-дер-ваальсова связь — силы межмолекулярного взаимодействия с энергией 0,8 — 8,16 кДж/моль. Этим термином первоначально обозначались все такие силы, но сейчас он обычно применяется к силам, возникающим при поляризации молекул и образовании диполей. Открыты Я. Д. ван дер Ваальсом в 1869 году.

К ван-дер-ваальсовым силам относятся взаимодействия между диполями (постоянными и индуцированными). Название связано с тем фактом, что эти силы являются причиной поправки на внутреннее давление в уравнении состояния реального газа Ван-дер-Ваальса. Эти взаимодействия в основном определяют силы, ответственные за формирование пространственной структуры биологических макромолекул.

Водородная связь (можно считать частным случаем ван-дер-ваальсовой связи)— разновидность донорно-акцепторной связи, невалентное взаимодействие между атомом водорода H, ковалентно связанным с атомом A группы A-H молекулы RA-H и электроотрицательным атомом B другой молекулы (или функциональной группы той же молекулы) BR'. Результатом таких взаимодействий являются комплексы RA-H•••BR' различной степени стабильности, в которых атом водорода выступает в роли «моста», связывающего фрагменты RA и BR'.

Особенностями водородной связи, по которым её выделяют в отдельный вид, является её не очень высокая прочность[1], её распространенность и важность, особенно в органических соединениях, а также некоторые побочные эффекты, связанные с малыми размерами и отсутствием дополнительных электронов у водорода.

3. Ковалентная связь образуется в том направлении, в котором расположена наибольшая часть электронного облака, соответствующего валентным электронам. При этом осуществляется перекрытие облаков связующих электронов. Это и означает, что ковалентная связь имеет направленный характер, который играет важную роль в определении пространственного расположения атомов в решетке и для результата электронно-ядерных взаимодействий.

Если атомы характеризуются орбиталью в виде «лепестка», то при их сближении и образовании молекулы электронные облака могут перекрываться в направлении прямой (оси координат), которая соединяет ядра атомов (то есть по оси связи). Такая ковалентная связь называется -связью (сигма –связью). При образовании такой химической связи всегда происходит сдвиг электронной плотности в направлении перекрывания, а это приводит к изменению формы орбиталей по сравнению с их состоянием в свободном атоме.

При перекрытии р-орбиталей, направленных перпендикулярно оси связи, образуются две области перекрывания по обе стороны оси связи. Такая ковалентная связь называется - связью (пи – связью). Следует иметь в виду, что из-за большего взаимного удаления областей «перекрывания» - связь оказывается более слабой.

В общем случае могут образовываться несколько различных связей. Например, молекулы в атоме азота связаны одной -связью и двумя - связями.

4. Это кольцо образовано неподеленными электронными парами, которые летают вокруг ядер углеродов, а поскольку скелет этого соединения представляет собой шестиугольник, то и электроны соответственно образуют так сказать замкнутую кривую, если их соединить

3. Кратко опишите, какие образуются при перекрытии орбиталей виды ковалентных связей

Вывод:

При перекрытии р-орбиталей, направленных перпендикулярно оси связи, образуются две области перекрывания по обе стороны оси связи. Такая ковалентная связь называется - связью (пи – связью). Следует иметь в виду, что из-за большего взаимного удаления областей «перекрывания» - связь оказывается более слабой.

В общем случае могут образовываться несколько различных связей. Например, молекулы в атоме азота связаны одной -связью и двумя - связями.

4. Кратко сформулируйте, что представляет собой такая сущность, как бензольное кольцо.

Вывод:

Это кольцо образовано неподеленными электронными парами, которые летают вокруг ядер углеродов, а поскольку скелет этого соединения представляет собой шестиугольник, то и электроны соответственно образуют так сказать замкнутую кривую, если их соединить

Эксперимент 6. Изучение основных электрических свойств твердых тел и показателей, которыми они характеризуются.

Задание 7.

1. Кратко опишите, на какие группы различают материалы по способности проводить ток. Назовите типичных представителей каждой из групп.

Вывод:

Материалы по способности проводить ток делятся на проводники и диэлектрики: проводники хорошо проводят ток, а диэлектрики, наоборот, практически его не проводят. Вы пользуетесь диэлектриками, как говорят еще изоляторами, для того, чтобы избавить себя от воздействия напряжения, а проводами (проводниками в изоляции) чтобы подводить напряжение к различным бытовым приборам.

Эксперимент 7. Изучение основных электрических свойств собственных и примесных полупроводников и показателей, которыми они характеризуются.

Задание 8.

1.Кратко опишите, что представляет собой такая сущность, как энергетическая диаграмма.

Вывод: Энергетическая диаграмма, являясь самой по себе бессмысленным изображением в виде линий, является абстрактным образом, пытающимся передать то, что не может представить наше воображение о «частицах – волнах», о процессах их движения

Задание 9.

Рассчитайте величину удельного объемного сопротивления электрическому току полупроводникового бруска, если он изготовлен из собственного полупроводника кремния и арсенида галлия.

2а

Величина удельного объемного сопротивления кремния

roisi = 2.2104e+005

2б

Величина удельного объемного сопротивления арсенида галия

roigaas = 3.9014e+008

На основании расчетов сделать выводы о том, какой из материалов можно считать полуизолятором.

Задание 10.

Для разновидностей примесных кремниевых полупроводников, отличающихся степенью легирования, определите, во сколько раз отличаются концентрации основных и неосновных носителей заряда при комнатной температуре. Для них также сравнить процентное содержание основных носителей в общем количестве носителей и сделать вывод о том, какая доля примесей ионизирована при комнатной температуре и почему одни носители называют основными, а другие - неосновными.

Концентрация неосновных носителей

npslab = 210250

npumer = 21025

npsiln = 2.1025e+003

npwr = 2.1025

Процентное содержание основных носителей

prozslab = 100.0000

prozumer = 100.0000

prozsiln = 100.0000

prozwr = 100