大家好,今天来为大家分享为什么零族元素被称为半金属或准金属的一些知识点,和为什么半金属的问题解析,大家要是都明白,那么可以忽略,如果不太清楚的话可以看看本篇文章,相信很大概率可以解决您的问题,接下来我们就一起来看看吧!
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低金属和半金属的区别
低金属和半金属有区别。原因是低金属是指在元素周期表中位于主族元素和过渡元素之间,具有部分金属性质的元素,如铝、镁等;而半金属则是具有金属性质和非金属性质的元素,例如硅、砷等。低金属与半金属的区别在于金属性质的比例不同。此外,低金属通常具有较低的熔点和较小的离子半径,电子亲和能较小,而半金属具有中等的熔点和离子半径,电子亲和能较大,是一类特殊的元素。总之,低金属和半金属虽然都具有金属性质,但其差异在于化学性质和金属性质比例的不同。
什么是半金属性质和普通金属有什么区别
实际上有两个半金属。Semimetal和Half-metal在字面上都可以翻为“半金属”。Half-不用说了,是实打实的“半”的意思,那么semi呢?
Semicircle是半圆的意思,牛津高级学习字典给出的解释是:onehalfofacircle,物理里面还有semiconductor,即半导体,也是翻译为“半”。
我们发现不但Semimetal和Half-metal需要区分,甚至Semiconductor也需要和它们区分。所幸的是这些概念都可以在能带论的框架下予以定义。
既然这三个词对应三个不同概念,我们从翻译的角度,也最好给出三个不同的译名,比较常见的是把Semimetal翻译为准金属,而把Half-metal翻译为半金属,这个选择没必要太较真,能区分出来就好。
考虑具有三维周期性结构的固体,由于对称性,我们选择在波矢空间描述固体所处的量子态,我们发现本来单个原子是分立的能级,随着固体里面有好多个原子周期性地排列起来,这些分立的能级会展宽成为密集的能级,由于太密了,我们一般用能带的概念予以描述。
同时都是变化一个小的能量dE,对应量子态的数目dN可能是不一样的,所以我们还需要引入态密度(DoS)的概念,即每单位能量差别有多少个量子态。粗略地说,态密度越大电导率就越大,或电阻率越小。
根据泡利不相容原理,电子会在能带中填充,由低向高填充,最终填充到的能量叫费米能。由于热扰动的能量kT远小于费米能,实际上只有费米能附近的电子才会参与输运过程,其他电子由于太靠里了,除非给一个很大的能量,否则不会被激发出来。
左侧是能带,右侧是态密度,虚线F表示的是费米能。固体物理中一般是用能带,费米能以及态密度来描述电子运动状态的,我们可以通过第一性原理(Abinitio),密度泛函理论(DFT)来计算它们。
如果费米能正好处于两个能带之间,就是绝缘体,但如果费米能上面的能带(导带底)和费米能下面的能带(价带顶)差别不大,就是半导体,如果它们恰好接上了,就是准金属(Semimetal)。
考虑到电子是有自旋的,对铁磁或亚铁磁材料而言,不同自旋电子的能带会错开(不同取向的磁矩在磁场中的能量不同),如果费米面恰好落在一种自旋电子的能带里面(态密度不为0),而落在另外一种自旋电子上下两个能带中间(态密度为0),换句话说对一种自旋取向的电子来说,材料是金属,而对另一种自旋取向的电子来说,材料又是绝缘体了,在这个意义下,这种材料被称为半金属是有道理的。
半金属能带示意图。并不是所有的铁磁或亚铁磁材料都是半金属,常见的半金属有氧化物,硫化物和霍伊斯勒合金(Heusleralloys)。
值得一提的是如果用铁磁性半金属材料制成磁隧道结(Magnetictunneljunction)的话,可实现100%的自旋极化。
磁隧道结示意图。半金属电极用LSMO制成,中间是一层超薄的STO绝缘体(LSMO35nm/STO2.78nm/LSMO10nm),如果LSMO的极化方向相反,几乎没有电流通过,如果极化方向相同,会有99.6%的极化电流产生。(参考文献:MBowenetc.,JPCM17(2005)L407-L409)电脑买全金属和半金属哪个更好
全金属笔记本优点:
全金属笔记本采用金属材质,不仅显得有档次,质感很强、更加坚固,而且机身更容易维护,散热能力也大幅提升,同时使用起来也比较有面子。
金属笔记本缺点:1较重,携带有点麻烦
2价格相对贵
为什么零族元素被称为半金属或准金属
由于位于分界线边缘,零族元素会同时具有金属和非金属的性质,所以被称为半金属如具有金属光泽,具有导电性等
。化学元素周期表上第零族元素的总称。
零族元素也就是稀有气体元素。
准金属(metalloid),又称为半金属(semimetal),介于金属和非金属之间的物质。准金属是一种元素,其外表呈现出金属的特性,但在化学性质上却表现出金属和非金属两种性质。例如砷和锑,它们是坚硬的结晶固体,外表显然是金属,但是当进行化学反应时就表现出金属和非金属两种不同的性质。它们的一些氧化物既溶于酸,也溶于碱,这就是所谓的两性性质,因为它们的性质既像碱又像酸。有许多元素也能生成两性化合物。然而只有当这种化学性质的二元性十分明显、同时显出金属的外表时,才能称这种元素为准金属。
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