Como ion, el cobre puede emitir 1, 2, 3 o 4 electrones. Pero tiene 1 electrón en la última capa y 10 d electrones. Entonces, como metal, ¿cuántos de ellos están deslocalizados y son libres de moverse, y cuántos se quedan con el átomo?
Comentarios
- Todos los electrones que salen en un extremo del cable se reemplazan con la misma cantidad en el otro extremo, por lo que la pérdida neta es 0
- @RaoulKessels Seguro, pero yo ' m interesado en la cantidad de electrones que pueden moverse libremente dentro del cable.
- $ I = \ frac {q} {t} $ y la carga de un electrón es $ 1.6 \ times10 ^ {- 19} $ C
Respuesta
Este es un número que se puede medir a través de Efecto Hall . Esta referencia da el coeficiente de Hall como $ -5.4 \ times10 ^ {- 11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} $ para una densidad numérica de portadores de carga como $$ n_ \ mathrm e = \ frac1 {\ left ( -5.4 \ times10 ^ {- 11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} \ right) \ left (-1.602 \ times10 ^ {- 19} \, \ mathrm C \ right)} = 1.16 \ times10 ^ { 29} / \ mathrm m ^ 3 $$ La densidad numérica de los iones de cobre es $$ n_ \ ce {Cu} = 8920 \, \ frac {\ mathrm {kg}} {\ mathrm {m ^ 3}} \ times \ frac {1000 \, \ mathrm g} {\ mathrm {kg}} \ times \ frac {1 \, \ mathrm {mol}} {63.546 \, \ mathrm g} \ times \ frac {6.022 \ times10 ^ {23} } {\ mathrm {mol}} = 8.45 \ times10 ^ {28} / \ mathrm m ^ 3 $$ Entonces, eso equivale a alrededor de $ 1.37 $ portadores de carga por ion.
Respuesta
Una buena primera suposición es que «hay un espacio entre las bandas 3d y 4s en la estructura electrónica del Cu sólido, y dado que la banda 3d está llena y la banda 4s medio lleno, eso significa que solo el electrón 4s puede considerarse casi libre (recuerde Cu = [Ar] 3d10 4s1.)