Como um íon, o cobre pode emitir 1, 2, 3 ou 4 elétrons. Mas ele tem 1 s de elétron na última camada e 10 d elétrons. Então, como um metal, quantos deles estão deslocalizados e livres para se mover, e quantos permanecem com o átomo?
Comentários
- Todos elétrons que saem de uma extremidade do fio são substituídos pela mesma quantidade na outra extremidade, então a perda líquida é 0
- @RaoulKessels Claro, mas eu ' estou interessado na quantidade de elétrons que podem se mover livremente dentro do fio.
- $ I = \ frac {q} {t} $ e a carga de um elétron é $ 1,6 \ times10 ^ {- 19} $ C
Resposta
Este é um número que pode ser medido por meio do Efeito Hall . Esta referência fornece o coeficiente Hall como $ -5,4 \ times10 ^ {- 11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} $ para uma densidade numérica de portadores de carga como $$ n_ \ mathrm e = \ frac1 {\ left ( -5,4 \ times10 ^ {- 11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} \ right) \ left (-1,602 \ times10 ^ {- 19} \, \ mathrm C \ right)} = 1,16 \ times10 ^ { 29} / \ mathrm m ^ 3 $$ A densidade numérica dos íons de cobre é $$ n_ \ ce {Cu} = 8920 \, \ frac {\ mathrm {kg}} {\ mathrm {m ^ 3}} \ times \ frac {1000 \, \ mathrm g} {\ mathrm {kg}} \ times \ frac {1 \, \ mathrm {mol}} {63,546 \, \ mathrm g} \ times \ frac {6,022 \ times10 ^ {23} } {\ mathrm {mol}} = 8,45 \ times10 ^ {28} / \ mathrm m ^ 3 $$ Então, isso resulta em cerca de $ 1,37 $ carregadores de carga por íon.
Resposta
Um bom primeiro palpite é que há “uma lacuna entre as bandas 3d e 4s na estrutura eletrônica do Cu sólido e, como a banda 3d é preenchida, e a banda 4s preenchido pela metade, isso significa que apenas o elétron 4s pode ser considerado quase livre. (Lembre-se de Cu = [Ar] 3d10 4s1.)