Электронный газ

Анализируя результаты, представленные в табл. 6.3 и на рис. 6.13, можно предположить, что при адсорбции на металлах соединений, содержащих группы НОг и ЗОз, происходит перераспределение электронной плотности — электроны этих групп становятся частью электронного газа металла. Хемосорбционные процессы этих соединений в значительной степени усиливаются на анодных участках (ОПП от 30 до 90%, анодного действия). Если на металле присутствуют положительно и отрицательно заряженные участки, такие соединения будут адсорбироваться и образовывать [c.299]

Конкретный механизм использования энергии электронного газа для активации химического процесса, очевидно, в разных реакциях различный. В частности, механизм диссоциации молекулы водорода, вероятно, таков, каким он показан на рис. X, 2, При ударе электрона молекула водорода переходит из нормального синглетного состояния в триплетное состояние этого электрон должен обладать энергией минимум [c.241]

В относительно холодной неизотермической плазме, например тлеющего разряда, в которой температура электронного газа более или менее значительно превышает температуру молекулярного газа, концентрации частиц, из которых некоторые могут быть химически активными, определяются не термодинамическим равновесием, а стационарным состоянием, возникаю-пщм в результате конкуренции различных процессов образования и расходования частиц, В зависимости от соотношения скоростей противоположно направленных процессов концентрации как первично активных частиц, так и конечных продуктов внутри самой плазмы могут значительно превышать термически равновесные. В этом случае уместно говорить о специфической электрической активации реакций, которая и будет рассмотрена в данном параграфе. [c.251]

Таким образом, по теории энергетического катализа, значительную роль в образовании химически активных частиц в разряде (в приведенных выше примерах — свободных атомов) могут играть электронно возбужденные атомы и молекулы, главным образом, вероятно, в метастабильном состоянии. Аналогия с катализом состоит в том, что сами электронно возбужденные состояния непосредственно в акте химического взаимодействия не участвуют, а служат лишь передатчиками энергии от электронного газа плазмы разряда к активируемым молекулам, облегчая, таким образом, образование активных комплексов. В приведенных примерах роль энергетических катализаторов играют атомы и молекулы добавок. Аналогичные функции могут выполнять и электронно возбужденные участники реакции, передавая энергию при ударах второго рода молекулам, себе подобным, или молекулам других участников реакции. Например, при синтезе аммиака возможен процесс [c.256]

Металлическая связь. Электронный газ, электронные зоны и электропроводность. [c.600]

Рис. 14-22. Сечение металлического кристалла в атомной плоскости со схематическим изображением электронного газа. Каждый обрамленный кружком положительный заряд соответствует атомному ядру с запол-

Простая модель металлической связи, основанная на представлении об электронном газе , согласуется также с двумя другими характерными свойствами металлов их ковкостью и пластичностью. Ковкое вещество легко поддается расплющиванию молотом в тонкие листы пластичное вещество можно вытягивать в тонкую проволоку. Для того чтобы такая обработка металлов с изменением формы происходила без разрущения, атомные плоскости кристалла должны легко скользить одна по другой. Такое смещение атомов не вызывает появления больших сил отталкивания в металлах, потому что подвижный электронный газ постоянно смягчает перемещение положительных ионов, экранируя их друг от друга. Совсем [c.624]

Электропроводность металлов в твердом и в расплавленном состоянии обусловливается тем, что между их частицами осуществляется металлическая связь за счет свободно перемещающихся электронов электронного газа проводники первого рода). [c.162]

В кристаллах типичных металлов характер связи между частицами определяется в первую очередь тем, что металлами являются те (и только те) элементы, в атомах которых имеются слабо связанные электроны. Именно этим определяется металличность. Все свойства, характерные для металлов, вызываются наличием таких электронов. В кристалле слабо связанные электроны более или менее легко переходят от одного атома к другому. В результате частицами, связанными с определенным местом в решетке, являются не нейтральные атомы, а положительные ионы, образующиеся из атомов металла после потери ими слабо связанных электронов. Электроны же эти, связываясь то с одним, то с другим атомом, вращаясь вокруг ядра то одного, то другого атома, постоянно переходя от одного атома к другому, осуществляют этим связь между ними. Такая связь получила название металлической, а образующие ее электроны, в соответствии с большой подвижностью их, называются электронным газом. [c.126]

Металлы. В металлических кристаллах частицами, составляющими решетку кристалла, служат положительные ионы, связываемые между собой электронами, образующими электронный газ. Легкая подвижность этих электронов и придает металлам все те свойства, которые являются характерными для них, т. е. общими для всех металлов свойствами, по которым мы определяем металличность данного вещества. Сюда относятся как физические свойства, например высокая электропроводность и теплопроводность, ковкость (пластичность), металлическим блеск, так и химические — основной характер низших окислов и т. п. [c.135]

Наиболее легко представить себе это в отношении электропроводности. В металлах электрический ток передается движением электронов, образующих электронный газ. В отсутствие внешнего [c.135]

В кратком курсе нет необходимости более детально рассматривать эти соотношения. Однако следует характеризовать специфические особенности механизма электронной проводимости в полупроводниках, существенно отличного от механизма проводимости металлов. Металлы н полупроводники не только количественно сильно различаются по проводимости. Хот-я в обоих случаях ток переносится движением электронов, но в металлах это электроны электронного газа, не связанные с определенными атомами кристаллической решетки, а в полупроводниках — это электроны, вырываемые из атомов или молекул, составляющих кристаллическую решетку. Концентрация электронов, способных передавать ток в металлах, в тысячи и миллионы раз больше, чем в полупроводниках. В металлах понижение температуры, ослабляя колебания атомов, составляющих решетку, повышает проводимость и при достаточном понижении температуры (вблизи абсолютного нуля) у некоторых металлов она сильно возрастает. В полупроводниках же понижение температуры обычно уменьшает число Электронов проводимости, а следовательно, и электронную проводимость, и при достаточно низкой температуре последняя становится очень малой. [c.146]

VI е т а Л Л И ч е С К а я связь отличается тем, что валентные электроны являются общими для всего кристалла. Металл пред-ста ляет собой совокупность пространственной решетки, построенной из положительных ионов, возникающих в результате отщепления от каждого из атомов одного или нескольких валентных электронов, и этих отщепившихся электронов, движущихся внутри решетки и взаимодействующих как с ионами, расположенными в узлах решетки, так и друг с другом. Электроны не принадлежат определенным атомам. Они непрерывно н беспорядочно перемещаются внутри кристаллической решетки, переходят от одного атома к другому, связывая их. Скопление электронов, осуществляющих. металлическую связь, получило название электронного газа. [c.9]

Электрический ток передается в металлах движением электронов, образующих электронный газ. При отсутствии внешнего электрического поля электроны движутся во всех направлениях, и это движение электронов проводимости носит неупорядоченный характер. Под влиянием же разности потенциалов, приложенной к металлу извне, появляется направленное движение электронов. Движение электронов и осуществляет передачу электричества. Чем слабее электроны связаны с атомами, тем больше будет электропроводность металла. [c.10]

Существует три квантовые статистики. Одна из них — полная квантовая статистика (квантовая статистика Больцмана) — применима к тем системам, при изучении которых можно не учитывать или почти не учитывать требования симметрии (локализованные системы, разреженный идеальный газ). При изучении более сложных систем, например газов при очень низких температурах, электронного газа, жидкого Не и ряда других систем, оказалось, что игнорировать требования симметрии уже нельзя. Здесь следует учитывать полную волновую функцию, характеризующую всю систему в целом, которая должна быть по отношению к обмену частиц (см. 5) или антисимметричной (фермионы), или симметричной (бозоны). [c.309]

Фотонный газ — это поток лучистой энергнй. Электронный газ — это электроны в металлах. [c.168]

Ферми и Дирак предложили статистику для частиц, подобных электронам, которые подчиняются принципу Паули и обладают спином +1/2 или —1/2. По статистике Ферми — Дирака, функция распределения электронов в электронном газе имеет вид [c.169]

Помимо рассмотренных типов связи, особо выделяют металлическую связь, которая проявляется при взаимодействии атомов элементов, имеющих избыток свободных валентных орбиталей по отношению к числу валентных электронов. При сближении таких атомов, например в результате конденсации пара, электроны приобретают способность свободно перемеш,аться между ядрами в пространстве именно благодаря относительно высокой концентрации свободных орбиталей. В результате этого в решетке металлов возникают свободные электроны (электронный газ), которые непрерывно перемещаются между положительными ионами, электростатически их притягивают и обеспечивают стабильность решетки металлов. Таков механизм образования металлической связи у непереходных металлов. У переходных металлов механизм ее образования несколько усложняется часть валентных электронов оказывается локализованной, осуществляя направленные ковалентные связи между соседними атомами. Поскольку ковалентная связь более прочная, чем металлическая, у переходных металлов температуры плавления и кипения выше, чем у щелочных и щелочноземельных металлов, а также у переходных металлов с электронными оболочками, близкими к завершению. Это наглядно видно при сопоставлении температур плавления и кипения металлов 6-го периода (табл. 10). [c.37]

Металлическое состояние вещества характеризуется наличием электронного газа, т. е. совокупности электронов, обобществленных совокупностью атомных остовов и способных перемещаться в пространстве между ядрами без значительных энергетических затрат. В этом случае наблюдается высокая электрическая проводимость, уменьшающаяся с повышением температуры. В противоположность металлическому состоянию вещества в изолирующем (диэлектрическом) или полупроводниковом состоянии имеют сравнительно низкую электрическую проводимость, увеличивающуюся с повышением температуры. Физически изоляторы и полупроводники качественно не различаются, отлична лишь энергия, требуемая для возбуждения связанного валентного электрона в проводящее состояние. [c.95]

Значительный интерес представляют попытки интерпретации каталитических явлений с помощью электронных представлений. Металлы, являющиеся катализаторами, имеют тенденцию к отдаче электронов. Металлическая структура содержит одновременно нейтральные и ионизированные атомы и свободные электроны, обусловливающие электропроводность металлов. Пространственная решетка металлов представляет решетку из нейтральных атомов и положительных ионов, погруженную в атмосферу электронного газа. Окислы металлов, часто применяемые как катализаторы, представляют собой структуры из О" и Ме+, поэтому связи в окислах являются ионными. Обычно при нормальной температуре они проводят [c.159]

Поясним эти понятия на примере металла и раствора электролита. Вследствие определенной упругости электронного газа и подвижности электронов некоторая часть из них может перейти из металла в вакуум, оставаясь, однар о, связанной с металлом за счет сил электрического отображения и сил притяжения между ними и поверхностными ионами решетки (рис. 3, а). [c.25]

Таким образом, в отличие от ковалентных и ионных соединений в металлах небольшое число электронов одновременно связывает больиюе число атомных ядер, а сами электроны могут перемещаться в метялле. Иначе говоря, в металлах имеет место сильно нелокали-зованная химическая связь. Согласно одной из теорий металл можно ра сматривать как плотно упакованную структуру из катионов, связанных друг с другом коллективизированными электронами (электронным газом). [c.89]

О кремния к алюминию и далее к s-элементам магнию и натрию число валентных электронов уменьшается, а число свободных валентных эрбиталей увеличивается. Это понижает прочность двухцентровой связи и усиливает тенденцию к образованию нелокализованной, а в пределе — металлической связи (электронного газа). [c.233]

Пластичность металлов также объясняется специфическими свойствами металлической связи. При мехаиическом воздействии на твердое тело отдельные слои его кристаллической решетки смещаются отиосительнс друг друга. В кристаллах с атомной структурой это приводит к разрыву ковалентных связей между атомами, принадлежащими различным слоям, и кристалл разрущается. В кристаллах с ионной структурой при взаимном смещении слоев неизбежно создается такое положение, при котором рядом оказы-вйются одноименно заряженные ионы при этом возникают силы Е ле.- лростатнческого отталкивания и кристалл также разрушается. В случае же металла при смещении отдельных с. юев его кристаллической решетки происходит лишь некоторое перераспределение электронного газа, связывающего друг с другом атомы металла, но разрыва химических сг,язей не происходит—металл деформируется, пе разрушаясь. [c.534]

Анодный сдвиг потенциала в поверхностном слое металла и пассивность последнего могут быть обусловлены активированной адсорбцией (хемосорбцией) пассивирующих частиц, в первую очередь пассивирующих анионов, в особенности однозарядного атомного иона кислорода 0 (анион радикала ОН, образующегося из НаО или ОН при анодной поляризации). Адсорбция ионов кислорода уменьшает свободную энергикэ поверхностных ионов металла за счет вытеснения эквивалентного количества свободных поверхностных электронов металла, т. е. создает пассива-ционный барьер. Поскольку поверхностный электронный газ вырожден, вытесняются электроны, находящиеся на самых высоких электронных уровнях, и при этом снижается поверхностный уровень Ферми металла. Изменение свободной энергии поверхности при полном ее покрытии адсорбированным монослоем составляет 3,8-10 эрг на один электрон, что соответствует 2,37 эВ, или 54,6 ккал/г-экв. [c.311]

Подобные отклонения можно объяснить двояко. Отказавшись от постулата 3, приходим к представлению о хемосорбции на однородной поверхности, сопровождающейся взаимодействием сорбированных частиц. Если это взаимодействие заключается во взаимном отталкивании, теплота адсорбции должна уменьшаться с увеличением степени заполнения в согласии с опытными данными. Выбрав некоторую зависимость коэффициента адсорбции Ь [связанного с теплотой адсорбции соотношением (1.6) ] от степени заполнения поверхности и подставив ее в уравнение (1.5), можем аппроксимировать таким образом любую экспериментальную изотерму адсорбции. Отталкивание хемосорбированных молекул может являться следствием квантово-механического обменного взаимодействия [9]. Силы кулоновского или диполь-динольного взаимодействия играют малую роль, так как они долнщы сказываться лишь при значительной плотности сорбированных молекул, между тем отклонения от изотермы Лангмюра (или изотермы Генри) часто становятся заметными уже при очень малых степенях заполнения поверхности. Весьма правдоподобно объяснение природы сил взаимодействия сорбированных частиц через посредство электронного газа кристаллической решетки катализатора (см. постулат 3, а также работы [9, 10]) сила такого взаимодействия незначительно уменьшается [c.17]

Кристаллические решетки, образуемые металлами, назызаются металлическими. В узлах таких решеток находятся положительные ионы металлов, а валентные электроны. могут передвигаться между ними в различных направлениях. Совокупность свободных, электронов иногда называют электронным газом. Такое строение решетки обусловливает большую электропроводность, теплопроводность и высокую пластичность металлов — ири механическом деформировании ие происходит разрыва связей и разрушения кристалла, поскольку составляющие его ионы как бы плавают в облаке электронного газа. [c.145]

К первым относятся металлы в твердом и в расплавленном состояниях. В них передача электричества осуществляется движением электронов электронного газа ( 45 и 50) наличие этих электронов, легко передвигающихся внутри металла от одного атома к другому, является причиной металлической проводимости. Для проводников первого рода характерно, что прохождение тока в них не сопровож 1ается химическими изменени-ями материала. [c.380]

В ковалентных керамиках электронный газ отсутствует(рис. 4,б а ковалентные связи эатрудняют относительное перемещение атомов под дейотвием нагрузок. Благодаря сильному сопротивлению со стороны соседних атомов в перемещении участвует меньшее количество атомов, т.е. диояокации образуются более узкими по сравнению с металлами. [c.10]

Распределения Ферми и Бозе нашли широкое применение. Здесь в первую очередь следует назвать изучение свойств электронного газа и изучение химических равновесий с его участием, а также явления сверхтекучести Не П и сверхпроводимости. [c.310]

Точный учет требований симметрии существенно сказывается при вычислении термодинамических свойств систем, подчиняющихся статистике Ферми —Дирака или Бозе — Эйнштейна, и это влияние обнаруживается экспериментально, как, например, при изучении электронного газа в металлах или фотонного газа. [c.310]

В видимой и в ближней части инфракрасной области излучательная способность изоляторов меняется в очень широких пределах, как и у металлов, и наилучший способ ее оценки состоит в визуальном наблюдении. Излучательные способности диэлектриков зависят также от температуры. Электронные уровни в них полностью заняты, и поэтому изоляторы не могут поглощать или испускать энергию при нормальных температурах. При достаточно высоких температурах электроны во.чбуждаются и могут попадать на более высокие энергетические уровни, в результате возникает электронный газ (т. е. свободные электроны), которые могут испускать и поглощать излучение с непрерывным спектром в видимом и ультрафиолетовом диапазоне. [c.195]

Принятое в классической статистике представление о различимости частиц является эмпирическим допущением, которое оправдывается опытом при применении ее к идеальным газам. Применение статистики Больцмана к фотонному н электронному газам приводит к ряду несоответствий между теорией и опытными данными . Для правильного решения задачи о распределении энергии излучения раскаленного тела по участкам его спектра Бозе и Эйнштейн применили к фотонному газу другой способ подсчета микросостояний, в основу которого noлoжиJ[и [c.168]

Кроме того, на поверхности каждого металла существует еще один скачок потенциала, так как электронный газ в металле выходит за границы кристсллической решетки и на поверхности металла снаружи появляется избыточный отрицательный заряд, а изнутри — избыточный поло> птельный заряд. Это приводит к образованию двойного электрического слоя и соответствующего скачка потенциала. Разность этих скачков потенциала между двумя металлами называется контактным потенциалом. [c.300]

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 этом случае более соответствует экспериментальным фактам электрическая теория адгезии /58/, которая позволяет следующим образом объяснять механизм процесса. Согласно этой теории, при тесном соприкосновений диэлектрика, каковым являются парафиновые дисперсные частицы, и кристаллического атомного тела, благодаря разности давлений электронного газа, часть электронов подложки переходит в парафиновую частицу, обра (уя двойной электрический слой между поверхностями. В результате парафиновые частицы заряжаются отрицательно, а металлическая поверхность подложки приобретает положительный заряд. По этой теории работа разрушения адгезионной связи, т.е. преодоления возникающих между поверхностями электрических сил, будет определяться формулой /56/ [c.111]

Нетрудно предположить, что переход электронов от металла к ди-элеюфику и формирование заряда между ними будут определя ься не только прочностью связи электрона с кристаллом, которая близка у различных металлов, но и концентрацией их на поверхности металла. Как видно из табл.2.6, плотности энергий когезии (следовательно, и электронов) у различных металлов различаются весьма существенно. Наблюдающаяся закономерность позволяет предположить, что чем выше плотность энергий металла, тем больще разность давлений электронного газа между контактирующими поверхностями и тем значительнее заряд, обеспечивающий прочность адгезионной связи. Более легкая смачиваемость и более высокая работа адгезии высокоэнергетических поверхностей отмечалась ранее /56/. Давно бьию отмечено более интенсивное отложение парафина на стальных и алюминиевых поверхностях, чем на пластмассовых /41/. Более поздние исследования в промысловых условиях также подтвердили это положение. [c.112]

Общая химия (1984) -- [ c.131 ]

Общая химия в формулах, определениях, схемах (1996) -- [ c.73 ]

Общая химия в формулах, определениях, схемах (0) -- [ c.73 ]

Химия (2001) -- [ c.88 ]

Общая химия в формулах, определениях, схемах (1985) -- [ c.73 ]

Общая химия в формулах, определениях, схемах (0) -- [ c.73 ]

Катализ в неорганической и органической химии книга вторая (1949) -- [ c.121 ]

Химия справочное руководство (1975) -- [ c.416 ]

Введение в электронную теорию органических реакций (1965) -- [ c.17 , c.40 ]

Физическая химия Том 1 Издание 5 (1944) -- [ c.417 ]

Физическая химия Том 1 Издание 4 (1935) -- [ c.200 , c.266 , c.466 , c.467 ]

Физическая химия Том 2 (1936) -- [ c.144 ]

Теоретическая химия (1950) -- [ c.414 ]

Введение в химию полупроводников Издание 2 (1975) -- [ c.11 , c.14 , c.26 ]

Строение материи и химическая связь (1974) -- [ c.170 ]

Введение в химию и технологию органических красителей (1971) -- [ c.60 , c.62 ]

Курс общей химии (0) -- [ c.71 ]

Курс общей химии (0) -- [ c.71 ]

Предмет химии (0) -- [ c.71 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология