Теория электронного газа

Согласно квантовой теории, уже при Т = О К энергия электронов в металлах измеряется несколькими электрон-вольтами. По классической теории электронного газа, средняя энергия электронов при комнатной температуре (293,2 К) должна быть равна 0,03 эВ. Таким образом, в действительности (квантовая теория) электроны в металлах уже при О К имеют энергию на два порядка выше энергии, рассчитанной по кинетической теории газов при комнатной температуре. Отсюда повышение температуры практически не влияет на скорость электронов. Такое состояние системы называется вырожденным. Следовательно, в металлическом состоянии вещества электроны проводимости энергетически вырождены. [c.97]

Зоммерфельд построил теорию электропроводности металлов на основе квантовой теории электронного газа. [c.509]

Для объяснения высокой электропроводимости металлов была предложена модель, согласно которой в кристаллической решетке металла имеются свободно движущиеся электроны,, проявляющие себя в междоузлиях кристаллической решетки подобно молекулам газа. Если это действительно так, то составляющая теплоемкости металла, обусловленная кинетической энергией электронов, должна составлять ( /2) -3 12 Дж/(К Х Хмоль), и тогда общая теплоемкость металла, определяемая суммой электронной и решеточной [( /2) 6л 24 Дж/(К-моль)] составляющих, будет равна 37—38 Дж/(К моль). Однако теплоемкость металла приблизительно составляет (/ /2)-6 25 Дж/(К-моль) (правило Дюлонга и Пти). Таким образом, теория электронного газа не может объяснить причин проявления металлом ряда свойств. [c.180]

В зависимости от значений параметров процесса колебания могут быть периодические, осциллирующие и хаотические [320]. Стадия реакции, обусловливающая обратную связь, - тупиковая в механизме реакции. Она представляет собой образование неактивной адсорбированной формы или заполнение буферной емкости (растворение, как описано выше). Обратная связь, проявляющаяся как влияние промежуточного вещества в тупиковой стадии на состояние катализатора (энергию активации по крайней мере одной стадии реакции), объясняется изменением энергии связи катализатор - адсорбированный реагент, например в рамках теории электронного газа, или перестройкой поверхности катализатора (перегруппировка и образование новых граней, реконструкция поверхности), что было подтверждено экспериментально специальными физическими методами. [c.245]

Характерные оптические и электрические свойства металлов требуют, чтобы металлы имели свободные электроны, число которых сравнимо с числом присутствующих атомов. В результате первая теория металлической связи считала, что кристаллическая рещетка состоит из ионов металла с валентными электронами, распространенными по всей решетке, и, таким образом, скрепляющими вместе полол ительные ионы. Можно считать, что такие электроны, заключенные внутри кристаллической решетки металла, ведут себя подобно молекулам газа внутри определенного объема (рис. 4.8). Эта теория электронного газа легко объясняет качественно такие свойства, как проводимость металлов. Однако более детальная трактовка свойств встречается с большими трудностями, наиболее важные из которых относятся к удельной теплоемкости. Энергия электронов в газе должна подчиняться распределению Максвелла — Больцмана, которое требует, чтобы каждый электрон вносил в удельную тепло- [c.116]

Согласно квантовой теории уже при Г = О энергия электронов в металлах измеряется несколькими электронвольтами. По классической теории электронного газа максимальная энергия электронов при ком- [c.13]

При образовании водородного атома на поверхности металла в результате разряда протона электрон должен иметь эту величину кинетической энергии. Расчет с помощью уравнений теории электронного газа в металле показывает, что кинетическая энергия электронов в металле значительно меньше кинетической энергии электронов в невозбужденном атоме водорода. Поэтому трудно себе представить непосредственное образование невозбужденного водородного атома на поверхности электрода. Исходя из этого, естественно допускать образование деформированных водородных атомов в процессах разряда протонов. [c.120]

Теория электронного газа в металлах дает следующее уравнение для кинетической энергии одного моля электронов [c.121]

В традиционной теории металлического состояния, развившейся нз предшествующей теории электронного газа Друде и Лоренца, методы волновой механики распространены на рассмотрение поведения электрона в трехмерном периодическом поле, периодичность которого соответствует кристаллической решетке. Возможные состояния электронов описываются в терминах разрешенных энергетических полос (зон), отделенных друг от друга интервалами запрещенн ых э/ ергий. Эта теория дает удовлетворительную картину поведения обычных проводников, полупроводников и изоляторов. Теория успешно применяется нри расчетах таких свойств ряда металлов, как размеры и энергия решетки, сжимаемость (при задании только типа кристаллической структуры, например ГЦК). Однако она не дает объяснения механических свойств вне пределов эластичности, поскольку в этом случае проявляется зависимость от вторичной структуры (мозаичность, дислокации и т. д.). Мы не собираемся более подробно излагать квантовомеханическую теорию металлов, Подчеркнем лишь, что в зонной теории совокупность электронов рассматривается как целое первоначально в простом [c.458]

Т. Тоя [48] на основе квантово-механической теории электронного газа в металле показал, что существует два совершенно различных состояния адсорбированных на металле водородных атомов г-состояние, обусловленное адсорбцией в обычном смысле, когда адатом располагается вне электронной поверхности металла, и -состояние, при котором адатом затянут внутрь электронной поверхности . Электронной поверхностью Т. Тоя называет поверхность, на которой происходит резкий спад электронной плотности металла. Энергия г- и -состо- яний для одного и того же металла различна на разных кри-сталлографических гранях. Энергия г-адатома тем ниже, чем - менее плотно упакована кристаллографическая плоскость. Энер-ГИЯ 5-адатома также имеет более низкое значение на менее плотной кристаллографической грани вследствие меньшего отталкивания, обусловленного ионами металла, но сильно зависит ют работы выхода соответствующей грани [48]. Согласно [49], существование -состояния адатома возможно благодаря тому обстоятельству, что кинетическая энергия в модели Томаса— Ферми [c.17]

Из теории электронного газа следует, что As = кЫ1Ша , а по нашей модели а = nd. Мы видим, что Дг падает с ростом числа конъюгированных тг-электронов. В то время как в принципе для протеина возможна цепочка из конъюгированных и-электронов, практически такая картина наблюдается лишь в отношении нескольких примыкающих друг к другу остатков аминокислот (если только судить по гемоглобину б сухом со- [c.420]

I 3. Впервые задача об устойчивости возникла в теории электронного газа, когда для вырожденного фер-ми-газа с б-образным потенциалом отталкивания Овер-хаузер 1[5, 6] получил решение, отличающееся по энергии от обычного решения плоской волны. [c.65]

Одиако при попытках вычислить с помощью теории электронного газа удельную теплоемкость металлов встретились принципиальные трудности. Ёсли бы свободные электроны вели себя как газ, то атомная теплоемкость металлов (которая, согласно правилу Дюлонга и Пти, равна 2>К, см. стр. 48) должна быть больше на величину В действительности правило Дюлонга [c.576]

К сожалению, трудно установить строгие пределы применимости полученных результатов. Непосредственно это можно было бы проделать, если бы был известен более обш ий метод суммирования диаграмм всех порядков, объединяющий более разнообразные в топологическом отношении диаграммы, чем рассмотренные. Такого рода результаты, имеются лишь в классической теории электронного газа. Здесь существует несколько подходов к суммированию довольно широкого класса майеровских диаграмм. В работе [35] приведены результаты численных расчетов уравнения состояния, построенного на основе пяти различных теорий. Из сравнения их следует, что уравнение состояния, построенное для электронного газа с помощью двухчастичной корреляционной функции (II. 1. 61), мало отличается от аналогичных уравнений, построенных на основе более точных теорий. [c.256]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология