Как устроены твердые тела

При изучении процессов, происходящих в ионизационных газоразрядных счетчиках, недостаточно знания строения газов, состоящих из отдельных, свободно движущихся и мало связанных между собой атомов и молекул.

Так как газовая среда, которая используется при работе счетчика, помещается в замкнутый сосуд, необходимо иметь представление о процессах, происходящих на границе двух сред: газ — металл или газ — изолятор (диэлектрик), и следовательно, о том, как устроены твердые тела.

Известно, что все твердые тела по своей внутренней структуре делятся на два класса: кристаллические и некристаллические (аморфные), а по электрическим свойствам — на проводники (металлы) и непроводники (диэлектрики или изоляторы). Кристаллический и аморфный характер вещества зависит как от его собственных свойств, так и от условий, при которых происходит переход тела в твердое состояние. Удавалось получить в кристаллическом состоянии такие типично аморфные вещества, как стекло, каучук, клей и др.

В противоположность свободно перемещающимся частицам газов частицы твердого тела закреплены на местах почти неподвижно и могут совершать только сравнительно незначительные колебательные движения.

Представим себе, что мы сближаем между собой два атома металла, скажем, меди. Атом меди имеет на внешней оболочке один электрон. При сближении у обоих атомов имеются совершенно равные шансы присоединить к себе наружный электрон другого атома. Поэтому при достаточном сближении их наружные электроны, наиболее слабо удерживаемые ядрами, становятся общими для обоих атомов, подобно тому как это было в случае образования молекулы водорода.

А если сблизить между собой не два, а несколько атомов меди, то мы получим гигантскую молекулу, состоящую из атомов, окутанных, как дымом, быстро движущимися электронами. Эти электроны по отдельности не принадлежат ни одному атому, а свободно, беспорядочно движутся между ними, тем самым создавая прочную связь между отдельными атомами. В этом случае каждый атом в отдельности становится положительно заряженным, так как в каждый момент у него не хватает одного отрицательного электрона. Атом, потерявший электрон, называют ионизированным атомом или положительным ионом. Весь же кусок металла является электрически нейтральным, так как число свободнодвижущихся электронов равно числу положительных ионов.

Особенностью структуры металлических элементов является сравнительно слабая связь внешних электронов с ядром. Эта связь тем слабее, чем меньше число электронов в наружном слое. Если в наружном слое имеется один электрон, как например, у меди, хрома, молибдена и др., то он притягивается зарядом иона, равным единице. Сила притяжения в этом случае мала. При наличии двух электронов в наружном

Страница 1 of 212