이온으로서 구리는 1, 2, 3 또는 4 개의 전자를 방출 할 수 있습니다. 그러나 그것은 마지막 껍질에 1 s 전자와 10 d 전자를 가지고 있습니다. 금속으로서, 그 중 몇 개가 지역화되지 않고 자유롭게 움직일 수 있으며 얼마나 많은 수가 원자와 함께 머물고 있습니까?
댓글
- 모두 전선의 한쪽 끝에서 나가는 전자는 다른 쪽 끝에서 동일한 양으로 대체되므로 순 손실은 0입니다.
- @RaoulKessels 물론입니다.하지만 저는 ' 전선 내부에서 자유롭게 이동할 수있는 전자의 양에 관심이 있습니다.
- $ I = \ frac {q} {t} $ 그리고 전자 1 개의 전하는 $ 1.6 \ times10 ^ {- 19} $ C
Answer
홀 효과 . 이 참조는 전하 캐리어의 수 밀도에 대해 $ -5.4 \ times10 ^ {-11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} $로 홀 계수를 $$ n_ \ mathrm e = \ frac1 {\ left ( -5.4 \ times10 ^ {-11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} \ right) \ left (-1.602 \ times10 ^ {-19} \, \ mathrm C \ right)} = 1.16 \ times10 ^ { 29} / \ mathrm m ^ 3 $$ 구리 이온의 수 밀도는 $$ n_ \ ce {Cu} = 8920 \, \ frac {\ mathrm {kg}} {\ mathrm {m ^ 3}} \ times \입니다. frac {1000 \, \ mathrm g} {\ mathrm {kg}} \ times \ frac {1 \, \ mathrm {mol}} {63.546 \, \ mathrm g} \ times \ frac {6.022 \ times10 ^ {23} } {\ mathrm {mol}} = 8.45 \ times10 ^ {28} / \ mathrm m ^ 3 $$ 따라서 이온 당 약 $ 1.37 $ 전하 캐리어가됩니다.
답변
첫 번째 추측은 고체 Cu의 전자 구조에서 3d와 4s 밴드 사이에 간격이 있고 3d 밴드가 채워져 있기 때문에 4s 밴드가 반만 채워진다는 것은 4s 전자 만 거의 자유 롭다고 간주 할 수 있음을 의미합니다 (Cu = [Ar] 3d10 4s1을 상기합니다.)