Jako jon miedź może wydzielać 1, 2, 3 lub 4 elektrony. Ale ma elektron 1 sw ostatniej powłoce i 10 elektronów d. A więc jako metal, ile z nich jest zdelokalizowanych i swobodnie się przemieszcza, a ile pozostaje przy atomie?
Komentarze
- Wszystko elektrony, które wychodzą na jednym końcu drutu, są zastępowane tą samą ilością na drugim końcu, więc strata netto wynosi 0
- @RaoulKessels Jasne, ale ja ' interesuje mnie ilość elektronów, które mogą swobodnie poruszać się wewnątrz drutu.
- $ I = \ frac {q} {t} $ a ładunek jednego elektronu wynosi 1,6 $ \ times10 ^ {- 19} $ C
Odpowiedź
Jest to liczba, którą można zmierzyć za pomocą Efekt Halla . To odniesienie daje współczynnik Halla jako -5,4 $ \ times10 ^ {- 11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} $ dla gęstości nośników ładunku jako $$ n_ \ mathrm e = \ frac1 {\ left ( -5.4 \ times10 ^ {- 11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} \ right) \ left (-1.602 \ times10 ^ {- 19} \, \ mathrm C \ right)} = 1,16 \ times10 ^ { 29} / \ mathrm m ^ 3 $$ Gęstość liczbowa jonów miedzi wynosi $$ n_ \ ce {Cu} = 8920 \, \ frac {\ mathrm {kg}} {\ mathrm {m ^ 3}} \ times \ frac {1000 \, \ mathrm g} {\ mathrm {kg}} \ times \ frac {1 \, \ mathrm {mol}} {63,546 \, \ mathrm g} \ times \ frac {6.022 \ times10 ^ {23} } {\ mathrm {mol}} = 8.45 \ times10 ^ {28} / \ mathrm m ^ 3 $$ Więc daje to około 1,37 $ nośników ładunku na jon.
Odpowiedź
Pierwszym trafnym przypuszczeniem jest to, że istnieje luka między pasmami 3d i 4s w strukturze elektronowej litego Cu, a ponieważ pasmo 3d jest wypełnione, a pasmo 4s wypełniony w połowie, co oznacza, że tylko elektron 4s można uznać za prawie wolny. (Przypomnijmy, Cu = [Ar] 3d10 4s1.)