Реконструкция поверхности

Реконструкция - изменение симметрии
двухмерной кристаллической решетки
поверхности по отношению

Фазовый переход.

Две группы

Первая – структура (1х)

электронограмме дифракционной
картины появляются дополнительные рефлексы.
с(2х2)

Два варианта
[110]

Взъерошивание:

Спаривание

0,15-0,3 Å параллельно поверхности, релаксируют внутрь на 0,1 Å

На поверхности - домены, отличающиеся только ориентацией.

Равноценность смещений атомов вольфрама в направлениях

релаксирован в сторону объема на 10%

в объеме
6 рядов на поверхности.
В молекуле Au2 расстояние между

Атомы не обязательно должны находиться в
одной плоскости

Можно было полагать, что аналогичная
перестройка должна наблюдаться
у Cu и Ag, принадлежащих к той же,
что и золото, подгруппе

Грани (001) Ag и Cu имеют структуру (1х1).

Структура

Атомы ближе друг к другу, чем в объеме:

Но:

Но:

реконструкция поверхности?
Более общий - почему атомы данного
элемента кристаллизуются

Ответ может быть получен в результате рассмотрения полной энергии системы

Изменению структуры химической связи может сопутствовать перераспределение
электронного заселения орбиталей, что может приводить к появлению

локализованных электронных состояний (поверхностные состояния)

Пленка Au на Ag (001) – (1x1)

2-3 монослоев достаточно для
формирования на поверхности
структуры, свойственной данному
металлу

Несомненно, причиной реконструкции поверхности является снятие возмущения

дипольного момента у поверхностных атомов.

отличия упругих констант на поверхности от объемных

валентный
электрон
Связь с восьмью
атомами
Объемоцентрированная кубическая решетка
Магний

Конфигурация в основном состоянии - [Ne]3s2

На внешней орбитали
два электрона.

Не может вступать в химическую связь

~80 ккал/моль (~3.5эВ)

[Ne]3s1p1.

Способен установить связь с 12 атомами

Гексагональная решетка

[Ne]3s2

один р-электрон,
~83 ккал/моль
В образовании связи участвуют три электрона.

[Ne]3s1p2

Гранецентрированная кубическая решетка
(имеет 12 ближайших соседей)

Корреляция Энгеля - структура металлов определяется числом электронов на
валентных орбиталях, способных участвовать в образовании связи,
и энергетическим зазором между основным и возбужденным состояниями.

Один валентный электрон

Объемоцентрированная кубическая решетка

Два валентных электрона

Три валентных электрона

d-электроны не влияют на структуру. Их наличие отражается только
на энергии связи.

[Ne]3s2p1

Гексагональная решетка

Гранецентрированная кубическая решетка

слишком большое число отклонений
Внимательное рассмотрение показывает, что необходимо учитывать

состояние изменяется.
5d86s1p2
3 валентных электрона,
гранецентрированная кубическая решетка
Легко спровоцировать

2 валентных электрона,
гексагональная плотноупакованная
решетка.

Изменение окружения, происходящее при образовании поверхности,
может стимулировать изменение валентного состояния

Для возбуждения в случае атомов Cu и Ag требуется значительно
большая энергия

На поверхности возможно изменение валентности и, соответственно,
химических свойств атомов

5d106s1

5d106s1