Jako iont může měď vydávat 1, 2, 3 nebo 4 elektrony. Ale má 1 s elektron v poslední skořápce a 10 d elektronů. Kolik z nich je tedy jako kov přemístěno a může se volně pohybovat a kolik jich zůstává s atomem?
Komentáře
- Vše elektrony, které vycházejí na jednom konci drátu, jsou nahrazeny stejným množstvím na druhém konci, takže čistá ztráta je 0
- @RaoulKessels Jistě, ale já ' zajímá se o množství elektronů, které se mohou volně pohybovat uvnitř drátu.
- $ I = \ frac {q} {t} $ a náboj jednoho elektronu je 1,6 $ \ krát10 ^ {- 19} $ C
Odpověď
Toto je číslo, které lze měřit pomocí Hallův efekt . Tato reference udává Hallův koeficient jako $ -5,4 \ times10 ^ {- 11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} $ pro počet hustot nosičů náboje jako $$ n_ \ mathrm e = \ frac1 {\ left ( -5,4 \ times10 ^ {- 11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} \ right) \ left (-1,602 \ times10 ^ {- 19} \, \ mathrm C \ right)} = 1,16 \ times10 ^ { 29} / \ mathrm m ^ 3 $$ Početní hustota iontů mědi je $$ n_ \ ce {Cu} = 8920 \, \ frac {\ mathrm {kg}} {\ mathrm {m ^ 3}} \ krát \ frac {1000 \, \ mathrm g} {\ mathrm {kg}} \ times \ frac {1 \, \ mathrm {mol}} {63,546 \, \ mathrm g} \ times \ frac {6,022 \ times10 ^ {23} } {\ mathrm {mol}} = 8,45 \ times10 ^ {28} / \ mathrm m ^ 3 $$ Takže to vychází na přibližně 1,37 $ nosiče náboje za ion.
Odpověď
Dobrým prvním odhadem je, že mezi pásmy 3d a 4s v elektronické struktuře pevného Cu existuje mezera, a protože pásmo 3d je vyplněno, a pásmo 4s napůl naplněný, to znamená, že pouze 4s elektron lze považovat za téměř volný. (Připomeňme Cu = [Ar] 3d10 4s1.)