非局在化

非局在化、その原子は共に電子の1つのペアによって行われた2つ以上のペアを含む結合、ほとんどのベンゼンC6H6、ここで6個の炭素原子から6電子の合弁芳香族結合を行っているの例から知っている。しかし、3つのセンターの2つのホウ素化学の電子結合は、流行のような他の例です。原理を簡単に、ナフタレン、アントラセンの場合、プロセスは、極端に取られるようなより大きな芳香族分子を拡張することができます:グラファイト。後者は、システムを2次元の非局在化の例です。興味深いことに、ベンゼン等電子アナログ、B3N3H6これは、同じ引数を保持(ボラジン)です。これは非常によく似ているプロパティのベンゼン[5]が無期限に、六方晶窒化ホウ素、リーボックは、拡張を取得され、各リングにホウ素と窒素との間の交替から構造体は、黒鉛を離れて同じです。この材料は、半導体は、非局在化と言えようですが、導電性の十分な要件が必要。のようなバンド重複するので、πとπ*-、意思電気伝導性黒鉛の発生した場合、それは半金属と部分的に、電気伝導度の他の要件を満たすバンドいっぱい。

歴史

これらの材料の戦争と平和の両方で卓越したプロパティのツールを人々に提供、金属の性質は、何世紀も、人類を魅了しています。そのプロパティの理由とは、一緒に保持する結合の性質を何世紀にも謎にもかかわらず、大きな進展は準備して処理が行われたまま。

として、化学、その金属は、酸との反応で形成されることができる塩の形態で行われ、元素の周期表の大多数を占めると大きな進歩形成が明らかになった科学に発展した。電気の出現により、それを積極的にも電気化学系列の中で理解したイオンと金属の酸化反応の料金は、金属の一般的なソリューションに入る明らかになった。画像の正イオン一緒に負の電子の海で開かれた金属の浮上した。

量子力学の出現により、この画像を自由電子モデルとその延長は、ほぼ自由電子モデルの形で正式な解釈を与えられた。両方の電子ガスは、本質的には、振幅の2乗に依存するの方がエネルギーを持つ固体の格子を通過すると見られているこれらのモデルでは、運動量ベクトルではない方向k. 3での次元k空間、最高の入力レベル(フェルミ面)のポイントを設定するため、球する必要があります。モデル]ボックスのようなブリルアンゾーンのほぼ無料で補正では、kに追加される空間周期ポテンシャル(イオンからの経験による)格子。

Xの到来線回折と熱分析(当初DTA)のは、金属とその合金を含む結晶性固体の構造を研究することが可能と相図の構築にアクセスした。金属間化合物合金の性質を大きく謎と彼らの研究はしばしば経験的なまま、すべてこの進捗状況にもかかわらず。化学一般的に離れて何かからは、複数のプロポーションのダルトンの法則に従うように見えていなかった問題は、さまざまな科学、冶金のドメインに考えられていた操縦。

ほぼ自由電子モデルを熱心にこの分野での一部の研究者、特にヒュームロザリーしようとすると、特定の組成でフォームを希望し、他の人とはなぜ特定の金属間化合物合金を説明するには、によって撮影された。非常に成功した当初は彼の試みだった。基本的には彼のアイデアは、球形のフェルミ膨らませるために電子を追加するバルーンルアンのシリーズの中にあったボックスをオンにしたとき、特定のボックスに満ちていることを確認します。これは実際に観察合金組成のかなりの数の見通しを示した。残念ながら、できるだけ早くサイクロトロン共鳴とは、バルーンの形状を利用可能になった決定される可能性は、発見されたがセシウムの場合は、おそらく以外での前提は、バルーンをまったく持っていなかった球面されました。このように間違ったモデルも正しい予測のシリーズ全体を与えることの優れた例に多くの結論を減らした。

自由電子の大失敗の研究者は、バンド構造計算、分子軌道や密度に基づくような自由電子の変更に必要な海の中のイオンを想定し、量子ドットの数を機械的アプローチ機能的な理論を開発したと実感した。これらのモデルは中性原子の原子軌道の一出発のいずれかからでは共有し、電子やDFTの出発の場合には、全電子密度から。自由電子画像教育の支配的な1つのままにもかかわらずしています。

電子バンド構造の主要な焦点だけでなく、金属の研究のためであればあるほど、半導体の研究のためになった。一緒に電子状態と振動状態もバンドを形成するようにした。エルスは、1つの金属原子の三次元の行の場合には、水素、不安定性は、個々の分子にこのようなチェーンの最大のブレークにつながるが発生していたと言う示した。これは、一般的な質問に関心をきっかけ:ときに、集団金属接合安定しているとき結合の詳細、ローカライズされたフォームに、その場所がかかりますか?多くの研究が金属原子のクラスタリングの検討に入った。

として強力なバンド構造の概念としての欠点を持っている金属結合の説明であることを証明。これは、非常に多くの多体問題への一電子近似残ります。場合、すべての他の電子だけで均一な背景をなす他の言葉では、各電子のエネルギー状態を説明しています。モットとハバードのような研究者たちは、このおそらく強く局在化のための適切な掲載とp -電子がd電子、さらにf電子は、ローカル環境での(原子変位)との相互作用、電子の非局在化よりも強力になるかもしれないと気付いたは、広範なバンドにつながる。遍歴のもの金属接合の参加者にローカライズされた不対電子からこのように、移行をよりわかりやすくなった。

金属結合

金属結合局在電子との間の電磁相互作用、伝導電子と呼ばれる"電子の海"に集まって、金属内の金属製の核です。積極的に帯電したイオン(陽イオン)の格子間の自由"電子"を共有するものとして理解し、金属製のボンディングは、溶融塩と比較されますが、これは単純な見方を保持して非常に少ない金属trueを返します。さらに、量子伝導電子のすべての原子が同じで、その密度を分割機械ビューで、中立的な(非料として機能する)エンティティ。強度、可塑性、延性、熱や電気などの金属の多くの物理的性質の金属接合アカウント電気伝導度、不透明度、および光沢[1] [2] [3] [4]という用語は金属結合はしばしば対照的に使用されていますが長期的に共有結合、それ以上が望ましいという用語は、金属接着ため、接合、このタイプの自然の中で、単一の"金属結合の集団が使用する"が存在していません。 (つまり、共有結合性金属 - 金属結合注意も、多くの金属のために知られている1つの例では、水銀イオンHg2 2は、金属の接着接合のバルク金属で発見された別のタイプです。)

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