빔이 크리스탈에 떨어졌습니다. 집에서 재미있는 화학 체험

빔이 수정에 떨어졌습니다. 화학 실험

재미있는 화학 실험

반도체 만들기에 착수합시다. 이미 성공했다면 - 경험알루미늄 숟가락을 정류기로 바꿨을 때. 이제 경험은 그다지 흥미롭지 않으며 이론적 설명이 있습니다. 경험이 위험하기 때문이 아니라 화학 서클이나 학교 실험실에 두는 것이 좋습니다. 집에 필요한 물질이 없을 가능성이 큽니다.

첫째, 예비 경험. 질산 납 또는 아세테이트 용액을 준비하고 황화수소를 통과시킵니다(초안에서 작업!). 침전된 황화납 PbS를 건조시키고 전기가 어떻게 통하는지 확인합니다. 이것이 가장 일반적인 절연체라는 것이 밝혀졌습니다. 그럼 반도체는?

결론을 서두르지 말고 다음과 같은 기본적인 실험을 해봅시다. 그를 위해 같은 양, 예를 들어 15ml의 3% thiocarbamide NH 용액을 준비해야 합니다.₂C(S)NH₂ 및 6% 납 아세테이트 용액. 두 용액을 작은 유리잔에 붓습니다. 핀셋을 사용하여 유리판을 용액에 넣고 수직으로 잡습니다(또는 이 위치에 고정합니다). 고무 장갑을 끼고 농축된 잿물 용액을 유리 잔의 거의 꼭대기까지 (조심스럽게!) 붓고 유리 막대로 접시에 닿지 않도록 조심스럽게 저어줍니다. 증기가 나타날 때까지 용액을 약간 가열하십시오. 계속 저어주세요. 약 XNUMX분 후 유리판을 조심스럽게 꺼내어 흐르는 물에 씻어서 말려주세요.

이 경우에는 황화납을 얻었습니다. 차이점은 무엇입니까?

두 번째 실험에서는 반응이 천천히 진행되며 침전물이 즉시 침전되지 않습니다. 용액을 보면 처음에는 흐려지고 거의 우유처럼 된 다음 어두워 진다는 것을 알았습니다. 이 중간 화합물은 분해되어 검은 납 황화물을 형성했습니다. 그리고 그것은 현미경에서만 볼 수 있는 아주 작은 결정으로 구성된 얇은 검은색 필름의 형태로 유리에 정착합니다. 따라서 필름은 매우 매끄럽고 거의 거울처럼 보입니다.

두 개의 전기 접점을 필름에 부착하고 전류를 흘립니다. 이전 실험의 황화납이 유전체처럼 행동했다면 이제 전류를 전도합니다! 회로에 전류계를 넣고 전류를 측정하고 저항을 계산하십시오. 금속보다 높지만 전류 통과에 장애물이 될만큼 크지는 않습니다.

불이 켜진 램프를 플레이트에 매우 가까이 가져오고 전류를 다시 켭니다. 납 황화물 저항이 급격히 떨어졌음을 즉시 알 수 있습니다. 검정색 필름은 단순히 가열하면 거의 같은 방식으로 작동합니다. 그러나 조명과 난방 중에 전도도가 증가하면 반도체를 다루고 있는 것입니다!

황화납에는 왜 이런 특성이 있습니까? 우리는 그 공식을 PbS로 기록했지만 이 물질 결정의 실제 구성은 PbS와 완전히 일치하지 않습니다. 황화납을 포함한 일부 화합물은 일정한 조성의 법칙을 따르지 않습니다. 그리고 그것들은 모두 반도체입니다. (그런데 교류를 정류하는 산화 알루미늄에도 동일하게 적용됩니다.)

PbS 결정에서 입자 배열 순서는 엄격하게 반복되어야 하는 것 같습니다. 그러나 종종 결정이 얻어지는 용액의 농도가 변동하기 때문에 순서가 깨집니다. 온도 및 기타 외부 원인의 영향이 느껴집니다. 그러나 실제 결정에서는 황과 납 원자의 비율이 정확히 1:1이 아닙니다. 이 비율의 편차는 약 0,0005 정도로 매우 작습니다. 그러나 이것은 속성이 크게 변경되기에 충분합니다.

납과 황 원자는 두 개의 전자로 결정으로 연결됩니다. 납은 이를 황에 기증합니다. 그럼 1:1 비율은 언제 무너지나요? 납 원자 옆에 황 원자가 없으면 전자는 자유로울 것이며 전류 운반체 역할을 할 것입니다. 그리고 그러한 경우는 보이는 것만큼 적지 않습니다. 물론 1,0005:1의 비율은 XNUMX과 거의 동일하지만 결정에 얼마나 많은 원자가 있는지 기억한다면 이 사소한 차이는 더 이상 그렇게 사소해 보이지 않을 것입니다.

황화 납의 조성을 조정할 수 있습니다. 이는 전도성을 변경하는 데 필요합니다. 결정에 황 원자가 많으면 전도성이 감소하고, 황 원자가 적으면 자유 전자가 더 많이 형성되어 전도성이 증가합니다. 즉, 황과 납 원자의 비율을 변경하면 필요한 전도성을 얻을 수 있습니다. 이 실험은 수행하기 쉽지 않습니다. 감히 실험을 할 수 없다면, 그것이 효과가 있을 것이라는 내 말을 믿으십시오.

석영 튜브를 가지고 하늘에 황화납이 담긴 배를 놓으십시오. 다른 한편으로 납이 든 동일한 보트를 튜브에 넣고 튜브를 매우 강하게 가열하여 납이 증발하기 시작합니다. 이 경우 황화물은 증기를 흡수하고 납이 풍부하며 전기 전도도가 크게 증가합니다.

황화납이 빛에 매우 민감한 이유에 대한 답만 남아 있습니다. 빛 양자는 전자에 에너지를 전달하며 각각의 특정 경우에 특정 파장의 광선이 가장 효과적입니다. 황화납의 경우 이것은 적외선 열복사입니다. 그렇기 때문에 램프를 필름에 더 가깝게 가져오라고 조언했습니다.

그건 그렇고, 적외선 수신기는 일반적으로 우수한 반도체 인 황화 납을 사용합니다.

저자: Olgin O.M.

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