Анализ состояний

Главная компонента энергии межатомной связи в металлах и металлических растворах представляет взаимодействие коллективизированных электронов, образующих вырожденный квантовый ферми-газ, с периодическим полем решетки, строение которой обусловлено взаимодействием внешних электронных оболочек атомных остатков. Перекрывание этих оболочек означает появление второй компоненты связи — обменной, доля которой особенно существенна в случае образования валентных связей, например, в ОЦК металлах. Природа металлического состояния определяется концентрацией коллективизированных электронов и строением внешней электронной оболочки атомных остатков. Поэтому прежде всего необходимо четко отделить коллективизированные электроны от основных, локализованных на атомах.

Анализ валентных состояний переходных металлов и физико-химических свойств, характеризующих прочность межатомной связи, позволил наметить общие закономерности изменения числа коллективизированных электронов в металлах при возрастании атомного номера. Для растворов полуметаллических и неметаллических элементов — V групп в металлах была показана вероятность коллективизации всех валентных s, р-электронов. Анализ коэффициентов Холла и оптических констант для расплавов этих элементов подтвердил это предположение.

Определение числа коллективизированных электронов и, следовательно, строения атомного остова позволило связать симметрию внешних s2, рв, 10-орбиталей с геометрией кристаллических структур металлов, их аллотропных форм, металлических растворов и соединений. Теория коллективных колебаний электронов в металлах, развитая в работах, позволила связать энергию плазмона (hco) с зарядом (е) и массой (ш) электрона, числом атомов (N) в 1 см3 металла и числом коллективизированных электронов (пк):