Ca ion, cuprul poate emite 1, 2, 3 sau 4 electroni. Dar are 1 s electron în ultima coajă și 10 d electroni. Deci, ca metal, câți dintre aceștia sunt delocalizați și liberi să se miște și câți rămân cu atomul?
Comentarii
- Toate electronii care ies la un capăt al firului, sunt înlocuiți cu aceeași cantitate la celălalt capăt, deci pierderea netă este 0
- @RaoulKessels Sigur, dar eu ' m sunt interesat de cantitatea de electroni care se pot deplasa liber în interiorul firului.
- $ I = \ frac {q} {t} $ și taxa unui electron este de 1,6 $ \ times10 ^ {- 19} $ C
Răspuns
Acesta este un număr care poate fi măsurat prin intermediul Efect de sală . Această referință oferă coeficientul Hall ca $ -5,4 \ times10 ^ {- 11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} $ pentru o densitate a numărului de purtători de încărcare ca $$ n_ \ mathrm e = \ frac1 {\ left ( -5,4 \ times10 ^ {- 11} \, \ mathrm {m ^ 3 / C} \ right) \ left (-1.602 \ times10 ^ {- 19} \, \ mathrm C \ right)} = 1,16 \ times10 ^ { 29} / \ mathrm m ^ 3 $$ Densitatea numărului de ioni de cupru este $$ n_ \ ce {Cu} = 8920 \, \ frac {\ mathrm {kg}} {\ mathrm {m ^ 3}} \ times \ frac {1000 \, \ mathrm g} {\ mathrm {kg}} \ times \ frac {1 \, \ mathrm {mol}} {63.546 \, \ mathrm g} \ times \ frac {6.022 \ times10 ^ {23} } {\ mathrm {mol}} = 8,45 \ times10 ^ {28} / \ mathrm m ^ 3 $$ Așa că rezultă aproximativ 1,37 $ purtători de încărcare pe ion.
Răspuns
O primă presupunere bună este că există un decalaj între benzile 3d și 4s în structura electronică a Cu solid și, din moment ce banda 3d este umplută și banda 4s pe jumătate umplut, ceea ce înseamnă că numai electronul 4s poate fi considerat aproape liber. (Reamintim Cu = [Ar] 3d10 4s1.)