Som ion kan kobber afgive 1, 2, 3 eller 4 elektroner. Men den har 1 s elektron i den sidste skal og 10 d elektroner. Så som metal, hvor mange af dem er aflokaliseret og fri til at bevæge sig rundt, og hvor mange bliver hos atomet?
Kommentarer
- Alle elektroner, der går ud i den ene ende af ledningen, erstattes med den samme mængde i den anden ende, så nettotabet er 0
- @RaoulKessels Sikker på, men jeg ' er interesseret i mængden af elektroner, der frit kan bevæge sig inde i ledningen.
- $ I = \ frac {q} {t} $ og opladningen af en elektron er $ 1,6 \ times10 ^ {- 19} $ C
Svar
Dette er et tal, der kan måles via Hall-effekt . Denne reference giver Hall-koefficienten som $ -5,4 \ times10 ^ {- 11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} $ for en antal tæthed af ladebærere som $$ n_ \ mathrm e = \ frac1 {\ left ( -5.4 \ times10 ^ {- 11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} \ right) \ left (-1.602 \ times10 ^ {- 19} \, \ mathrm C \ right)} = 1.16 \ times10 ^ { 29} / \ mathrm m ^ 3 $$ Antallet af kobberioner er $$ n_ \ ce {Cu} = 8920 \, \ frac {\ mathrm {kg}} {\ mathrm {m ^ 3}} \ times \ frac {1000 \, \ mathrm g} {\ mathrm {kg}} \ times \ frac {1 \, \ mathrm {mol}} {63.546 \, \ mathrm g} \ times \ frac {6.022 \ times10 ^ {23} } {\ mathrm {mol}} = 8.45 \ times10 ^ {28} / \ mathrm m ^ 3 $$ Så det fungerer til omkring $ 1,37 $ opladningsbærere pr. ion.
Svar
Et godt første gæt er, at der er et mellemrum mellem 3d- og 4s-båndene i den elektroniske struktur af solidt Cu, og da 3d-båndet er fyldt, og 4s-båndet halvfyldt, det betyder, at kun 4s-elektronen kan betragtes som næsten fri. (Husk Cu = [Ar] 3d10 4s1.)