Basic-electronics-materials
ベーシックエレクトロニクス-材料
物質は、原子で構成される分子で構成されています。 ボーアの理論によれば、「原子は、正に帯電した原子核と、さまざまな軌道で原子核の周りを回転する多数の負に帯電した電子で構成されています」。 電子がより低い状態からより高い状態に上昇するとき、それは*励起された*と言われます。 興奮しながら、電子が核から完全に除去されると、原子はイオン化されたと言われます。 そのため、原子を通常の状態からこのイオン化状態に上げるプロセスは*イオン化*と呼ばれます。
次の図は、原子の構造を示しています。
ボーアのモデルによると、電子は特定の*軌道*で移動すると言われていますが、量子力学によると、電子は*軌道*と呼ばれる原子の自由空間のどこかにあると言われています。 この量子力学の理論は正しいことが証明されました。 したがって、電子が見つかる可能性が高い3次元境界は、*原子軌道*と呼ばれます。
量子数
電子が移動する各軌道は、そのエネルギーと形状が異なります。 軌道のエネルギーレベルは、量子数として知られる積分と半積分の離散セットを使用して表すことができます。 波動関数を定義するために使用される4つの量子数があります。
主量子数
電子を記述する最初の量子数は、主量子数*です。 そのシンボルは *n です。 数値のサイズまたは順序（エネルギーレベル）を指定します。 nの値が増加すると、電子から核までの平均距離も増加し、同様に電子のエネルギーも増加します。 メインエネルギーレベルは、シェルとして理解できます。
角運動量量子数
この量子数には、記号として l があります。 このlは、軌道の形状を示します。 範囲は0〜n-1です。
l = 0、1、2…n-1
最初のシェルでは、n = 1です。
つまり、n-1の場合、n = 1としてlの唯一の可能な値はl = 0です。
したがって、l = 0の場合、 S 軌道と呼ばれます。 Sの形状は球形です。 次の図は、Sの形状を表しています。
n = 2の場合、n = 2の2つの可能な値であるl = 0、1。
l = 0の場合はS軌道ですが、l = 1の場合は P 軌道です。
電子が発見される可能性が高いP軌道は、*ダンベル*形状です。 次の図に示します。
磁気量子数
この量子数は、核の周りの軌道の向きを表す* m〜l〜*で表されます。 m〜l〜の値はlに依存します。
m _ \ {l} = \ int（-l \：\：to \：+ l）
l = 0、m〜l〜= 0の場合、これはS軌道を表します。
l = 1、m〜l〜= -1、0、+ 1の場合、これらは3つの可能な値であり、これはP軌道を表します。
したがって、次の図に示すように3つのP軌道があります。
スピン量子数
これは* m〜s〜*で表され、ここでの電子は軸上で回転します。 以下に示すように、電子の回転の動きは時計回りまたは反時計回りのいずれかです。
このスピン量子数の可能な値は次のようになります。
m _ \ {s} = + \ frac \ {1} \ {2} \：\：up
スピンアップと呼ばれる動きの場合、結果は正の半分になります。
m _ \ {s} =-\ frac \ {1} \ {2} \：\：down
スピンダウンと呼ばれる動きの場合、結果はマイナスの半分になります。
これらは4つの量子数です。
パウリ除外原則
パウリの排他原理によると、原子内の2つの電子が4つの同じ量子数の同じセットを持つことはできません。 つまり、2つの電子のn、s、mlの値が同じ場合（上記で説明したように）、それらのlの値は間違いなく異なります。 したがって、2つの電子が同じエネルギーを持つことはありません。
電子シェル
n = 1がシェルの場合、l = 0はサブシェルです。
同様に、n = 2はシェル、l = 0、1はサブシェルです。
n = 1、2、3…に対応する電子の殻 K、L、M、Nでそれぞれ表されます。 l = 0、1、2、3などに対応するサブシェルまたは軌道 s、p、d、fなどで示されます。 それぞれ。
炭素、シリコン、ゲルマニウムの電子配置を見てみましょう（グループIV – A）。
各ケースの最も外側のpサブシェルには2つの電子しか含まれていないことが観察されます。 しかし、可能な電子の数は6です。 したがって、最も外側の各シェルには4つの*価電子*があります。 そのため、原子内の各電子には特定のエネルギーがあります。 あらゆる種類の物質の分子内の原子配列は、ほぼこのようなものです。 しかし、原子間の間隔は材料ごとに異なります。
