元素周期表

我們現(xiàn)在知道，一般的原子和物質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)組成比玻爾模型復(fù)雜得多，質(zhì)子和中子也可以進(jìn)一步細(xì)分為更小的部分。

幸運(yùn)的是，這個(gè)模型確實(shí)描述了元素的基本結(jié)構(gòu)，可以解釋不同元素的屬性。元素之間的電子、質(zhì)子和中子的數(shù)量不同。大自然把亞原子粒子有序地結(jié)合在一起。了解一些支配原子結(jié)構(gòu)的規(guī)則，有助于我們了解半導(dǎo)體材料和加工化學(xué)品的特性。原子(也就是元素)的范圍從最簡(jiǎn)單的氫(1電子)，到最復(fù)雜的一個(gè)，鐒元素(有103個(gè)電子)。氫在原子核中只有一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子。

這排列說(shuō)明了原子結(jié)構(gòu)的第一條規(guī)則:在每一個(gè)在原子中，質(zhì)子和電子的數(shù)量是相等的。2.每個(gè)元素都有特定數(shù)量的質(zhì)子，沒(méi)有兩個(gè)元素有相同數(shù)量的質(zhì)子。比如氫，它有一個(gè)質(zhì)子原子核，而氧原子有八個(gè)。

為呈現(xiàn)這一具體規(guī)律，科學(xué)家們?yōu)槊總€(gè)元素分配數(shù)字，作為原子序數(shù)，它等于質(zhì)子數(shù)(因此原子中的電子。元素的基本參考是元素周期表(下圖所示)。元素周期表中每個(gè)元素都有一個(gè)方框，也就是由兩個(gè)字母確定。原子序數(shù)在左上角這個(gè)位置。因此，鈣(Ca)的原子序數(shù)是20，所以我們知道鈣原子的原子核里有20個(gè)質(zhì)子和20個(gè)電子統(tǒng)。中子是一種電中性粒子，它和質(zhì)子一起形成增加了原子核的質(zhì)量。

元素的原子結(jié)構(gòu)如下圖所示。1、氫；2、鋰；11、鈉。在構(gòu)建圖表時(shí)，有幾個(gè)規(guī)則電子在它們的軌道上的位置。規(guī)則是：每個(gè)軌道(n)都能容納2n^ 2個(gè)電子。軌道的數(shù)學(xué)解中的1表示：第一個(gè)電子軌道只能容納兩個(gè)電子。這條規(guī)則迫使鋰的第三個(gè)電子進(jìn)入第二環(huán)。該規(guī)則限制了第二環(huán)的電子數(shù)為8，第三環(huán)的電子數(shù)為18。所以,在構(gòu)建鈉原子的圖解時(shí)它有11個(gè)質(zhì)子和電子，前兩個(gè)軌道占用10個(gè)電子，第11個(gè)在第三個(gè)軌道。

這三個(gè)原子有一個(gè)共性。每個(gè)原子的外圈里面只有一個(gè)電子。這說(shuō)明了元素的另一個(gè)可觀察到的事實(shí)。

具有相同數(shù)量外軌道電子的元素具有相似的屬性。這一規(guī)律反映在元素周期表中。注意氫，鋰和鈉出現(xiàn)在表格中一個(gè)垂直的列上，標(biāo)有羅馬數(shù)字1 (I)。列號(hào)代表的是數(shù)外環(huán)上的電子和每一列上的所有元素有相似的屬性。所據(jù)此我們可以解釋是，三種最好的導(dǎo)電體(銅、銀、和金)都出現(xiàn)在元素周期表的同一列(Ib)(下圖所示)。原子結(jié)構(gòu)還有兩個(gè)規(guī)則可以了解半導(dǎo)體。

元素的最外圈被填滿或內(nèi)部有8個(gè)電子時(shí)是穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。這些原子在化學(xué)上比有部分填充的元素更加的穩(wěn)定。原子尋求與其他原子結(jié)合以創(chuàng)造穩(wěn)定的狀態(tài)，通過(guò)形成共享電子的方式，形成在最外圈達(dá)到8個(gè)電子上網(wǎng)穩(wěn)定態(tài)。上面兩個(gè)規(guī)則影響了n型和p型半導(dǎo)體材料的產(chǎn)生。

審核編輯：劉清