Работа выхода Работа ионизации

Работа выхода электрона связана с энергией кристалличе-ской решетки металла (фе=0,232 Ер), которая, в свою очередь, равна полусумме первого и второго потенциалов ионизации плюс теплота сублимации [122]. С другой стороны, работа выхода электрона связана следующими равенствами [53] с поверхностным потенциалом металла (фп) [c.77]

Непосредственный переход одного грамм-иона металла из металла в вакуум связан с затратой энергии, равной работе выхода сом . Осуществить этот переход можно также и через две стадии. Сначала сублимировать один грамм-атом металла, получив его в виде газообразных свободных атомов, на что затрачивается энергия сублимации 5, а затем ионизировать газообразные атомы металла, превратив их в газообразные ионы металла с валентностью г. Расход энергии на этом этапе равен сумме потенциалов ионизации 2/+. Электроны возвращаются в металл с освобождением энергии, равной работе выхода электрона сом Работу выхода иона в вакуум можно выразить поэтому следующим образом [c.223]

Выбор материала, на который должен наноситься образец, зависит от нескольких факторов. Одним из таких материалов является платина, имеющая работу выхода 5,3—5,55 эв. При исследовании веществ с высоким потенциалом ионизации, таких, как железо, никель и медь, выражение Ш — ф становится отрицательным, а Я4-/ о—очень малым. В таких случаях предпочтительнее работать при высоких температурах, чтобы сохранить возможно меньшую величину показателя экспоненты в уравнении (]). При этом исследуемый образец должен быть достаточно тугоплавким. В связи с этим чаще всего в качестве материала для лент используют вольфрам и тантал. В последнее время все шире в масс-спектрометрии начинает применяться рений. [c.113]

Сопоставляя данные, приведенные в табл. 4.3, с такими характеристиками металлов, как первый потенциал ионизации, работа выхода электрона, радиус иона, электроотрицательность, сродство к электронам и стандартный электронный потенциал в водных растворах, можно прогнозировать энергетические взаимодействия активных групп маслорастворимых ПАВ и металлов, а также ориентировочно оценивать дипольный момент и относительную степень ионности металлсодержащих маслорастворимых ПАВ. [c.202]

Степень связанности электрона в данном металле в известной степени характеризуется величиной работы выхода электрона, которая в настоящее время определяется экспериментально (табл. 13). Работой выхода электрона называется количество энергии, которое необходимо для выделения электрона из металла. Она определяется измерением наименьшей энергии электромагнитных колебаний, способных выделять электроны из данного металла (фотоэлектрический эффект), или измерением температуры, при которой начинается самопроизвольное выделение металлом электронов термоэлектронная эмиссия). Но измеряемая таким путем работа выхода электрона определяет количество энергии, необходимое для выделения электрона с поверхности металла, и не равна энергии связи электрона внутри металла. Работа выхода электрона не равна и потенциалу ионизации свободных атомов, а меньше него примерно на 2—5 эв (в частности, вследствие кинетической энергии, присущей электрону в металле). [c.136]

Положение атомов примеси в кристалле может быть различным. В одних случаях такой атом (или ион) заменяет в одном из узлов решетки атом (или ион) основного вещества примеси замещения)-, в других — атомы (или ионы) примеси размещаются между,узлами решетки примеси внедрения). К примесям причисляют также атомы или ионы одного из элементов, содержащихся в данном соединении, при избыточном содержании их по сравнению со стехиометрическим составом. Следует заметить, что энергия, необходимая для отделения электрона от атомов примесей в кристалле (в среде с высокой диэлектрической постоянной), нередко бывает в десятки раз меньше, чем потенциал ионизации этих атомов в свободном состоянии. Для характеристики полупроводников пользуются также величиной Е — работой выхода электрона (см. 50). [c.147]

Свойства кластеров сильно зависят от числа входящих в них частиц, что объясняется особенностями их совместного действия. В частности, с ростом числа частиц в кластерах из нескольких атомов металла происходит делокализация валентных электронов и при пяти-шести атомах возникают состояния, отвечающие электронным зонам массивного металла, хотя степень делокализации электронов меньше, чем в большом кристалле. При этом работа выхода электрона имеет промежуточное значение между работой выхода электрона массивного металла и потенциалом ионизации одиночного атома. Изменчивость свойств кластеров касается и химических связей, характер которых зависит от вида и числа частиц ядра и окружающей среды. [c.360]

Для определения работы выхода иона из металла используют следующий термодинамический цикл. Испаряют часть металла, затрачивая для этого работу возгонки Затем ионизируют пары металла, затрачивая работу ионизации и он- Величину этой работы можно определить из спектральных данных. Наконец, вводят электроны обратно в металл при этом освобождается энергия, равная работе выхода электрона, умноженной на заряд иона металла. [c.97]

Итак, если реагирующие вещества и продукты реакции не адсорбируются специфически на электроде, то влияние природы металла проявляется только через изменение строения двойного электрического слоя. Влияние природы металла на скорость стадии разряда — ионизации обусловлено как изменением строения двойного слоя, так и различием в энергиях адсорбции реагирующих веществ и продуктов реакции на разных металлах. Что же касается работы выхода электрона, то она не входит непосредственно в уравнения электрохимической кинетики. [c.275]

Кратко остановимся на так называемом термоэмиссионном механизме электродных процессов. Согласно этому механизму термоэмиссия электронов в объем раствора является первичным процессом при электровосстановлении различных ионов или молекул. Образовавшиеся сольватированные электроны реагируют затем с компонентами раствора или молекулами растворителя, давая конечные продукты восстановления. Данные по работе выхода электрона из металла в раствор, полученные при помощи электродной фотоэмиссии, позволяют оценить вероятность такого механизма реакций электровосстановления. Работа выхода электрона в раствор оказывается существенно больше, чем энергия активации стадии разряда—ионизации при соответствующем потенциале электрода. Так, например, даже для очень [c.275]

Излагая современное учение о кинетике электрохимических реакций, авторы более подробно останавливаются на закономерностях двух основных стадий электродных процессов стадии подвода реагирующих частиц к поверхности электрода и стадии разряда — ионизации, в которой происходит перенос заряженной частицы через границу электрод — раствор. В этом пособии достаточно полно представлены современные экспериментальные методы электрохимической кинетики, физические основы квантовомеханической теории электродных процессов, а также отражены такие вопросы, которые слабо освещены в литературе, например роль работы выхода электрона и энергии сольватации в электрохимической кинетике и др. [c.3]

Наименьшая энергия, которая должна быть затрачена на отрыв электрона от твердого металла (работа выхода электрона), намного меньше энергии ионизации. Например, для меди работа выхода электрона 4,3 эВ, а энергия ионизации 7,7 эВ. Объясните это различие. [c.69]

Мерой связанности электрона в решетке металла служит определяемая экспериментально работа выхода электрона. Работой выхода электрона называется количество энергии, которое необходимо затратить для удаления электрона из металла. Эта величина может быть определена измерением наименьшей частоты (энергии) волн света, обеспечивающей выделение электронов из кристалла (фотоэлектрический эффект) или измерением минимальной температуры, при которой происходит выход электронов из металла (термоэлектронная эмиссия). Работа выхода электрона обычно на 2—5 эВ меньше энергии ионизации свободных атомов, так как включает кинетическую энергию электронов в кристалле. [c.183]

Подуровни Зр и 35 и остальные нижележащие подуровни в изолированном атоме и атоме в кристаллической решетке совершенно одинаковы, подуровни Зй и 4 у атомов в кристаллической решетке расширены в зоны, вследствие чего энергия, необходимая для удаления электрона из металла, т. е. работа выхода электрона Евых, меньше, чем энергия для его удаления из свободного атома, т. е. энергия ионизации / он- [c.183]

Механизм возбуждения. Чтобы атом испустил квант рентгеновского излучения hv, ему необходимо сообщить энергию. Это можно осуществить облучением пробы потоком электронов эмиссионная спектроскопия) или рентгеновским излучением достаточной энергии рентгенофлуоресцентная спектроскопия). Практически ввиду более легкого осуществления используют только второй способ возбуждения. Его преимущество заключается еще в том, что возникающий спектр флуоресценции имеет только характеристические спектральные линии, в то время как на эмиссионный спектр накладывается спектр непрерывного излучения. В рентгенофлуоресцентной спектроскопии пробу облучают полихроматическим излучением рентгеновской трубки и наблюдают возникающее вторичное излучение. Для перемещения электрона с занимаемого им основного уровня необходимо, чтобы энергия поглощаемого рентгеновского кванта hv была по меньшей мере равна работе ионизации. Если поглощаемая энергия больше, то избыточная энергия высвобождается в виде кинетической энергии фотоэлектрона. По истечении 10 с ионизированный атом ступенчато переходит в основное состояние. Рассматривая уменьшение энергии электрона при его переходе с верхнего уровня на нижний, можно заметить, что рентгеновский квант излучается не при каждом электронном переходе. Эффективной в этом отношении оказывается только часть переходов (/ij). Остальное число переходов п — () вызывает эмиссию электронов из внешних электронных оболочек атома, поскольку они воспринимают всю энергию, освобождающуюся при осуществлении внутренних электронных переходов, и вследствие этого отрываются от атома оже-эффект). Под выходом флуоресценции W понимают отношение /if/n. Величина W для различных оболочек не одинакова и возрастает с увеличением атомного номера элемента. Зависимость выхода флуоресценции для /С-оболочки от атомного номера элемента можно представить следующей полу эмпирической формулой [c.201]

Как видно из рис. 111-64, при расщеплении атомного энергетического уровня почв-ляются подуровни с энергиями не только меньшими, но и большими исходной. Вырывание электрона с самого верхнего заполненного подуровня валентной зоны должно, следовательно, происходить легче, чем с исходного атомного уровня. Этим и обусловлено существенное уменьшение работы выхода электрона из металла по сравнению с ионизацией отдельного атома того же элемента. Например, ионизация атома Ад требует затраты 7,6 эв, а работа выхода электрона из металлического серебра составляет 4,7 эв. [c.112]

Нить характеризуется ее работой выхода, т. е. минимальным количеством энергии, необходимой для отрьша электрона от поверхности металла. В конфигурациях с одной нитью испарение и ионизация происходят с одной и той же поверхности. Используя две или три нити, можно разделить ступени испарения и ионизации, поскольку газообразная проба затем перемещается к другой нити и адсорбируется на ее поверхности. Это полезно для элементов, которые испаряются при низких температурах, но требуют высокой температуры для эффективной ионизации (например, Са). Нити изготавливают из тугоплавких элементов, таких, как Та, Ке или У, поскольку их температуры плавления равны 3000°, 3180° и 3400° С соответственно. Отметим, что их работа выхода составляет 4,30, 4,98 и 4,58 эВ соответственно. Работу выхода можно снизить добавлением, например, ТЬ к У. Работа выхода У с добавками ТЬ составляет уже 2,7 эВ. Элементы наносят обычно в ввде нитратов или хлоридов. Эффективность ионизации особенно высока для элементов, первый потенциал ионизации которых меньше 7эВ, таких, как щелочные элементы, щелочноземельные элементы, актинвды и лантаниды. Для элементов с потенциалом ионизации вьш1е 7эВ (например, Си, Рс1, 2п) может быть необходимо добавление реагентов, увеличивающих эффективность ионизации особенно распространен силикагель с добавками или без добавок. Преимуществом этого типа ионизации является то, что образуются только однозарядные ионы, приводящие в итоге к простому спектру. Следует заметить, что с помощью ТИМС наблюдаются не только положительно заряженные, но также и отрицательно заряженные ионы, особенно для неметаллов и при использовании нитей с низкой работой выхода. Примеры отрицательных ионов включают галогены, 8е,8 и Те. Теория положительной термической ионизации гласит, что отно- [c.133]

Для массивного металла, конечно, потенциал ионизации и сродство к электрону равны по величине и равны работе выхода. Однако для отдельного атома металла потенциал ионизации численно больше, чем сродство к электрону. Расчеты методом молекулярных орбиталей, проведенные Бетцольдом [1, 40], показывают, что различие между потенциалом ионизации и сродством к электрону сохраняется у очень небольших агрегатов атомов металла, но с увеличением размера агрегата эти параметры сближаются для серебра и палладия они совпадают, когда агрегаты состоят из 20 и 4 атомов соответственно. Абсолютное значение точек сходимости не внушает особого доверия из-за ограничений самого метода расчета, но важен факт, что сходимость наблюдается для агрегатов весьма небольшого размера. Кроме того, из этих расчетов, но-видимому, следует, что, когда потенциал ионизации и сродство к электрону становятся одинаковыми, их величина превышает работу выхода для [c.273]

К тем же выводам приводят результаты измерений интенсивности термоионной эмиссии положительных ионов с поверхности катализаторов разного состава нри пропускании над ними (410 и 450° С) смеси воздуха с пропиленом, содержащей 1 об. % gH [7]. Катализаторы наносили на платиновый диск анода лампы-диода. Изменения величин ионного тока (i ) и работы выхода электрона при варьировании состава катализаторов оказа.тись симбатными (рис. 5). Однако наблюдается тем большее отклонение от линейной связи между величинами lg и работы выхода, чем меньше содержание молибдена в катализаторе. Следовательно, величина работы выхода электрона пе является единственным фактором, определяющим скорость образования продуктов поверхностных превращений пропилена в присутствии кислорода и интенсивность их ионизации. Природа и скорость этих превращений зависят от химического состава катализатора, а не только от его электронных свойств. [c.150]

Если принять во внимание пе только процессы ионизации и возбуждения при неупругпх соударениях электронов с атомами и молекулами, но и другие элементарные процессы, то детальное рассмотрение показывает, что подобие разрядов сохраняется при наличии процессов диффузии электронов и ионов, образования отрицательных ионов, взаимной рекомбинации положительных и отрицательных ионов в объёме газа при больших давлениях, рекомбинации на поверхности стенок и электродов, выделения электронов из катода под действием положительных ионов и метастабильных атомов (при условии одной и той же работы выхода) и ионизации соударениями второго рода при одной и той же процентной концентрации примеси к основному газу. Напротив, подобие двух разрядов не может иметь места нрп наличии в заметной степени [c.239]

Применение закона подобия не ограничивается переходом разряда из несамостоятельного в самостоятельный. Подобие двух разрядов основано на том, что энергия электронов в соответствующих точках увеличивается при одном свободном пробеге в среднем на одну и ту же величину. Если поставить вопрос щире и принять РО внимание не только процессы ионизации и возбуждения при неупругих соударениях электронов с атомами и молекулами, но и другие процессы, то детальное рассмотрение показывает, что подобие разрядов сохраняется при наличии процессов диффузии электронов и ионов, образования отрицательных ионов, взаимной рекомбинации ионов в объёме газа при больших давлениях, рекомбинации на поверхности стенок и электродов, выделения электронов из катода под действием положительных ионов и метастабильных атомов (при условии одной и той же работы выхода) и ионизации соударениями второго рода при одной и той же процентной концентрации примеси к основному газу. Напротив, подобие двух разрядов не может иметь места при наличии в заметной степени взаимной рекомбинации положи-гельных и отрицательных ионов в объёме газа, рекомбинации ионов и электронов в объёме ) аза и ступенчатой ионизации ([4], т. И, стр. 113). [c.427]

Ионизация атомов металла до ионов М"+ с расходом энергии Дб/ио,, в точке в вакууме вблизи пове )хности металла, там где локализован внешний потенциал Электроны возвращаются в металл, что дает выигрыш энергии, отвечающий работе выхода электронов из металла [c.63]

При плазменном напылении применяют главным образом вольфрамовые электроды, марки которых приведены в табл. 2.10. Чистый вольфрам в качестве катода использовать нецелесообразно, так как он обладает сравнительно высоким значением работы выхода, и для получения требуемой электронной эмиссии его необходимо нафевать до высоких температур, что нередко служит причиной его разрушения. Для снижения работы выхода и повышения стойкости катода в последний добавляют активирующие присадки - оксид тория (Т11О2), оксид лантана (ЬаОз) и другие, которые понижают работу выхода до 2,7 -3,3 эВ. Вследствие этого облегчается ионизация атомов указанных присадок, уменьшается температура столба плазменной дуги в прикатодной области, что в конечном счете способствует улучшению зажигания и повышению стабильности горения сжатой дуги. [c.62]

Различают три возможных механизма образования двойного электрического слоя. Согласно одному из ннх двойной электрический слон образуется в результате перехода нонов или электронов из одной фазы в другую (поверхностная ионизация). Например, с поверхности металла в газовую фазу переходят электроны, образуя со стороны газовой фазы электронное облако. Количественной характеристикой такого перехода может слуя ить работа выхода электрона. Интенсивность электронного потока увеличивается с повышением температуры (термоэлектронная эмиссия). В результате поверхность металла приобретает положительный заряд, а газовая фаза — отрицательный. Возникший электрический потен-инал на границе раздела фаз препятствует дальнейшему переходу электронов — наступает равновесие, при котором положительный заряд поверхности металла скомпенсирован отрицательным зарядом, созданным электронами в газовой фазе, т. е. формируется двойной электрический слой. [c.45]

По современным воззрениям, электронная струюура кристаллического атомного вещества представляет собой квантовую систему периодической структуры, электроны которой неразличимы и каждый из них взаимодействует сразу со всей системой в целом. Трехмерная непрерывная сеть межатомных связей в твердом теле периодического строения является системой волноводов для волн электронного газа, состоящего из валентных электронов, уровни энергии которых тесно сгруппированы в квазинепрерывные зоны. Наличие свободных, не связанных с определенными атомами, электронов, способных перемещаться по всему объему тела, определяет металлическое состояние этих веществ. Наиболее характерными представите- ями этого типа твердых веществ являются металлы. Обобществленные электроны, обеспечивающие металлическую связь в кристаллических твердых веществах, в отличие от электронов обычной ковалентной связи, существенно слабее связаны с определенным атомом. Поэтому работа выхода электрона, характеризующая прочность связи электронов со всей системой, для кристаллических атомных веществ имеет обычно малые значения. Так, для металлов значение ее лежит в пределах от 1,9 э6 для цезия, до 5,3 эб-для платины, тогда как потенциал ионизации для соединений с обычной кова- [c.109]

В литературе по эмиссии электронов можно найти много примеров, когда этот эффект, несомненно, имеет место [46]. Если в результате хемосорбции кислорода работа выхода у вольфрама сильно возрастет, то на его поверхности будут хемосорбироваться в виде ионов не только атомы щелочных и щелочноземельных металлов, но и атомы металлов, обладающих значительно более высокими энергиями ионизации. Подобные явления имеют место также при воздействии кислорода на поверхности железа, меди и никеля, когда ионы этих металлов при своем движении по поверхности приближаются к хемосорбированным ионам кислорода или располагаются поверх них (раздел УИ, 6), вызывая проникновение хемосорбированного кислорода внутрь поверхностных слоев металла при этом происходит обращение поверхностного потенциала. Цезий, адсорбированный поверх кислорода, хемосорбированного на вольфраме, значительно прочнее связывается с. металлом, чем цезий, хсмосорбированный на чистой поверхности вольфрама. В результате oднoвpeмeнf oй хемосорбции обоих веществ работа выхода падает до такой [c.165]

Согласно теории замедленного разряда при постоянном электродном потенциале =сопз1, измеренном относительно некоторого стандартного электрода сравнения, изменение работы выхода электрона в вакуум при переходе от одного металла к другому не должно отражаться на энергии активации стадии разряда—ионизации. Этот вывод был получен как следствие нетермодинамического принципа Бренстеда — Поляни — Семенова поэтому он требует физического обоснования и экспериментальной проверки. [c.270]

Итак, теория и эксперимент показывают, что работа выхода электрона из металла в раствор при заданном электродном потенциале Е не зависит от природы металла. Учитывая этот результат, становится физически понятным, почему и в неравновесных условиях при = onst влияние природы металла на скорость стадии разряда — ионизации может проявляться через энергию специфической адсорбции веществ О и R, через строение двойного электрического слоя, но не через работу выхода электрона. Для экспериментальной проверки этих выводов можно воспользоваться или уравнением для тока разряда, вытекающим из (45.21), [c.272]

При рассмотрении химической связи в металлическом кристалле мы останавливались на возникновении энергетических зон нз атомных энергетических уровней. Образование энергетических зон приводит к тому, что наименьшая энергия, которая должна быть затрачена,, чтобы отщепить электроны от твердого металла, станоьится существенно меньше, чем энергия ионизации свободного атома. Эту энергию, так называемую работу выхода , можно определить измерением фотоэффекта или термоэмиссионного эффекта. Она составляет,, например, для меди 4,.6 эв. в то время как работа ионизации атома меди составляет 7,7 эв. Следовательно, верхний край энергетической зоны в металлической меди лежит на 7,7 — —4,3 = 3,4 эв выше, чем 45—уровень в атоме меди. [c.69]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология