Металлы свободные электроны

Иногда величину электродного потенциала объясняют различным содержанием в металлах свободных электронов и различной способностью посылать ионы в раствор. Чем больше эта способность, тем более отрицателен электродный потенциал. Стандартный потенциал цинка отрицателен, а меди положителен, тем не менее медь обладает лучшей электропроводимостью, чем цинк. Как это объяснить [c.258]

Если свободная энергия ионов металла в металле больше, чем в растворе, например цинка, находящегося в растворе сернокислого цинка, то ионы металла перейдут из металла в раствор и образуют положительную обкладку двойного электрического слоя (рис. 3, а). Отрицательная обкладка такого двойного электрического слоя образуется оставшимися вблизи поверхности металла свободными электронами. Силовое поле двойного слоя, образующегося на границе раздела фаз, препятствует такому переходу, оно отталкивает ионы металла в направлении к металлу. Таким образом, когда ионы металла переходят из металла в раствор, они должны совершать работу против сил поля, создаваемого двойным электрическим слоем. Эта работа, энергия для которой черпается из разности свободных энергий, тем больше, чем больше разность потенциалов двойного слоя. Переход ионов может продолжаться до тех пор, пока разность потенциалов в двойном слое не достигнет той величины, которая соответствует разности между свободными энергиями ионов металла в металле и в растворе. Затем устанавливается равновесие. Этому состоянию соответствует равновесный электродный потенциал. [c.32]

Процессы, связанные с переходом электронов полупроводниковый катализ). В окислах металлов и в самих металлах свободные электроны способны к латеральным смещениям и к переходам с одних уровней на другие в пределах нескольких атомных расстояний, что влечет за собой проявление активности катализаторов и протекание реакций по типу электронных механизмов. К таким процессам С. 3. Рогинский относит окисления, гидрирования и дегидрирования. [c.171]

У поверхности металла свободные электроны являются носителями отрицательного заряда. У поверхности металла образуется двойной электрический слой, характеризующийся разностью (скачком) потенциалов между поверхностью металла и слоем раствора, прилегающего к поверхности металла. Причина возникновения скачка потенциалов - переход катионов из металла в электролит (рис. 3.1, а) или из электролита на металл (рис. 3.1, б) (так называемый электродный потенциал металла). [c.28]

Электрохимическая коррозия металлов протекает в растворах электролитов и влажных газах и сопровождается протеканием электрического тока. Переносчиком электричества в растворе служат ионы, присутствующие в нем вследствие диссоциации, а в металле —свободные электроны. [c.65]

При погружении углеродистой стали в раствор электролита на поверхности располагаются участки, состоящие из перлита и феррита. Между раствором и ферритными участками устанавливается одна разность потенциалов, а между тем же раствором и перлитными участками — другая между участками возникает электрический ток. Носителями зарядов в растворе служат ионы электролита, а в металле — свободные электроны. Участок с более низким потенциалом растворяется, а к участку с более высоким потенциалом перемещаются электроны и на его поверхность протекают восстановительные реакции. Если коррозия протекает в кислом растворе, то на участке с более высоким потенциалом происходит восстановление положительных ионов водорода. [c.72]

Такая модель хорошо объясняет оптические свойства металлов, их высокую тепло- и электропроводность, деформируемость. Действительно, если исходить из наличия в решетках металлов свободных электронов, то легко себе представить, что при наложении на такую решетку внешнего электрического поля в хаотическом движении электронов появится некоторое преимущественное направление, т. е. составляющая скорости в направлении от отрицательного полюса внешнего источ/-ника тока к положительному будет несколько большей, чем составляющие скорости в других направлениях. Это означает, что в решетке металла будет происходить перенос электрических зарядов, иными словами, через металл будет протекать электрический ток. [c.165]

Механизм хемосорбции и катализа на полупроводниках сильно напоминает механизм этих явлений на металлах свободные электроны или дырки полупроводника прини мают участие в образовании хемосорбционных связей. [c.128]

При отсутствии константана можно использовать нихромовую проволоку из обычной спирали от электроплитки. Но в этом случае отклонение стрелки будет меньше, чем в приборе с константаном. Этот опыт показывает возникновение термотока благодаря наличию в металлах свободных электронов. [c.245]

Цепь, состоящая из двух разнородных проводников (фиг. 17), называется термопарой. Спай, имеющий температуру 1, называется горячим или рабочим, а второй, имеющий постоянную температуру 0 — холодным или свободным. Проводники Л и В называются термоэлектродами. Термоэлектрический эффект объясняется наличием в металле свободных электронов, число которых в единице объема различно для разных металлов. В спае с температурой I электроны из металла А диффундируют в металл В в большем количестве, чем обратно. Поэтому металл А заряжается положительно, а металл В отрицательно. [c.48]

Наличие в металлах свободных электронов проявляется также в свойстве металлов выбрасывать эти электроны под влиянием нагревания или света. Так, при накаливании электрическим током нити накала в радиолампе из нити выбрасываются электроны, движущиеся к положительно заряженному электроду и вызывающие в цепи электрический ток. Радиоволны, посылаемые радиовещательной станцией, превращают этот постоянный ток в быстропеременный. Этот ток усиливается и приводит в действие громкоговоритель или телевизионную трубку. [c.612]

Структура металлов. Все характерные свойства металлов объясняются их особой, так называемой металлической структурой. Атомы металлов сравнительно легко теряют электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы, Металлическая структура характеризуется одновременным присутствием в металле нейтральных атомов, положительно заряженных ионов и некоторого количества свободных электронов. Эти электроны более или менее легко перемещаются по всему объему металла. Присутствие во всех металлах свободных электронов обусловливает у металлов ряд общих свойств. [c.192]

В металле свободные электроны от анода перемещаются к катоду. Движение тока вне металла обеспечивается ионами электролита. Схематически совершающиеся при этом процессы показаны на рис. 1.4. Постепенно у анодных участков накапливаются катионы, у катодных увеличивается концентрация гидроксила. Повышение pH раствора у катода при водородной деполяризации происходит вследствие разряда ионов водорода, а при кислородной деполяризации — вследствие непосредственного образования ионов [c.35]

Анодный процесс характеризуется выделением ионов металла из металла трубопровода в электролит, т. е. в почву, с одновременным выделением из металла свободных электронов. [c.335]

Таким образом, металлические свойства обусловлены прежде всего наличием в кристаллах металлов свободных электронов, концентрация которых у различных металлов разная. Кроме того, свойства металлов зависят от природы атсмов и ионов, находящихся в кристаллической решетке. Этими двумя обстоятельствами [c.88]

В металлах свободные электроны сильно взаимодействуют между собой и с положительными остатками, чем частично определяются большие значения теплот сублимаций металлов и работы выхода электронов. Все это делает поверхность металла довольно малоактивным радикалом. Это означает, что энергия, которую нужно затратить на приведение электрона металла в валентно-активное состояние , т. е. в такое состояние, при котором электрон как бы локализован вблизи данного атома, невидимому, весьма велика. Этот процесс требует преодоления сопряжения электрона со всеми остальными электронами металла. В этом смысле поверхность металла подобна малоактивным радикалам тина аллила или N0, в которых взаимодействие свободного валентного электрона с ядрами и другими электронами (т. е. сопряжение) велико. [c.281]

В металлах свободные электроны сильно взаимодействуют между собой и с положительными остатками, чем частично определяются большие значения теплот сублимаций металлов и работы выхода электронов. Все это делает поверхность металла довольно малоактивным радикалом. Это означает, что энергия, которую нужно затратить на приведение электрона металла в валентно-активное состояние , т. е. в такое состояние, при котором электрон как бы локализован вблизи данного атома, по-видимому, весьма велика. Этот процесс требует преодоления сопряжения электрона со всеми остальными электронами металла. В этом смысле поверхность металла подобна [c.299]

Теория электропроводности металлов успешно использует модель, основанную на представлении о существовании в металлах свободных электронов, т. е. электронов, не связанных с определенными атомами и движущихся по всему объему металла. Если в изолированном атоме все электроны прочно связаны, то в металле имеются как связанные, так и свободные электроны (к связанным можно отнести практически все электроны внутренних оболочек атома валентные электроны ведут себя как свободные). Металл представляют как совокупность положительно заряженных ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки, и свободно перемещающихся в металле электронов электронный газ). Идея о существовании в металле электронного газа была высказана впервые Друде. [c.206]

Исходя из предположения о существовании в металле свободных электронов, можно построить последовательную теорию металлического состояния. Отличие одного металла от другого по этой теории обусловлено числом свободных электронов и различием кристаллических решеток. Понимая чисто историческую ценность этих примитивных представлений об электронах в металле, перечислим все же некоторые характеристики такого гипотетического металла. Это перечисление, как нам кажется, необходимо, так как позволит сделать ряд важных оценок и высказать соображения, весьма полезные для дальнейшего. [c.7]

Несоответствие теории и опыта — лучшее доказательство ошибочности теории. В теории Друде — Лоренца неверными могли быть либо идея о существовании в металле свободных электронов, либо положение о свойствах свободных электронов. Поскольку идея о свободных электронах не противоречила опытным данным, то оставалась единственная возможность признать положение об электронном газе в металле ошибочным. [c.232]

Металлы и сплавы. В металлах основным передатчиком теплоты являются свободные электроны, которые можно уподобить идеальному одноатомному газу. Передача теплоты при помощи колебательных движений атомов нлн. в виде упругих звуковых волн не исключается, но ее доля незначительна по сравнению с переносом энергии электронным газом. Вследствие движения свободных электронов происходит выравнивание температуры во всех точках нагревающегося или охлаждающегося металла. Свободные электроны движутся как из областей, более нагретых, в области, менее нагретые, так и в обратном направлении. [c.15]

Гидроксисоединения можно рассматривать и как производные воды со всеми вытекающими отсюда следствиями. Атом водорода в гидроксиле можно заменить металлом с образованием алкоголята (подобно образованию гидроксида при замене атома водорода в воде на металл), свободные электронные пары придают гидроксисоединениям (как и воде) характер огио-ваний (впрочем, лишь по отношению к очень сильным кислотам) и нуклеофилов. [c.150]

Дуговой разряд по длине можно подразделить на три области среднюю—столб дуги, прикатодную и прианод-ную области В столбе дуги потенциал растет линейно по направлению от одного конца к другому в приэлект-родных областях, протяженность которых весьма мала (порядка 10 = см), он изменяется скачком. Между тем-эти приэлектродные области, в первую очередь прика-тодная, образуют те потоки заряженных частиц, которые в столбе дуги ионизируют газ. Под действием бомбардирующих катод ионов он разогревается и находящиеся в нем, как во всяком металле, свободные электроны получают такие скорости теплового движения, что оказываются в состоянии преодолеть потенциальный барьер у поверхности катода и ВЫЙТИ В дуговой промежуток, где они ускоряются электрическим полем и при столкновении с нейтральными частицами ионизируют их толчком. Такая термоэлектронная эмиссия требует высокой температуры катода (более 2000 К), поэтому она возможна лишь тогда, когда катод выполнен из тугоплавкого материала. Катод из менее тугоплавкого материала интенсивно испаряется, и электроны выходят из окружающего катод раскаленного облака пара. [c.182]

Наличие в металлах свободных электронов обусловливает их специфические физические свойства электропроводность, теплопроводность, непрозрачность и блеск (отражательная способность). Электроны, свободно передвигаясь в металле, не могут выйти наружу из-за потенциального барьера. Для преодоления электроном этого барьера необходимо затратить работу. Если при этом затрачивается лучистая энергия, то эффект отрыва электрона вызывает так называемый фотоэлектрический эффект. Аналогичный эффект наблюдается и у го-меополярных соединений. Вырванный из молекулярной орбиты электрон, оставаясь внутри кристалла, обусловливает у последнего металлическую проводимость (внутренний фотоэлектрический эффект). В нормальных же условиях (без облучения) такие соединения не являются проводниками электрического тока ни в кристаллическом, ни в расплавленном состояниях. [c.244]

Первоначальная теория электропроводности металлов покоилась на представлении о существовании в металле свободных электронов, находящихся в тепловом равновесии с атомами твердого тела. Использование такого представления в сочетании с предположением о том, что электроны в металлах подчиняются закону распределения Максвелла-Больц.мана, позволило построить теорию металлов, нолуколнчественно объясняющую важнейшие свойства металлов, в том числе и электропроводность их. Более строгая теория электропроводности, дающая, в частности, и правильное объяснение теплоемкости и сверхпроводимости металлов при температурах, близких к абсолютному нулю, была построена на основе квантовой механики, причем было принято, что электроны в металлах подчиняются статистике Ферми-Дирака, и было учтено взаимодействие между электронами и ионами решетки. [c.177]

На рис. 34 показано светопоглощение растворов комплексов некоторых металлов с мурексидом. Максимум светопоглощения сдвигается к фиолетовой области спектра, что объясняется блокированием металлом свободной электронной пары азинового азота. Спектры поглощения этих комплексов близки к спектру поглощения метилбарбитурового иона (см. рис. 34), у которого отсутствует свободная пара электронов. У комплексов различных металлов с мурексидом, однако, не было найдено прямой зависимости между устойчивостью комплекса и сдвигом полосы поглощения. Так, например, магний сильнее влияет на сдвиг полосы поглощения, чем кальций, который образует прочный комплекс с мурексидом. Это же относится к меди и кадмию, образующим более устойчивые комплексы, чем оптически более активный цинк. В этом случае следует принимать во внимание ионные радиусы, приблизительно одинаковые у кадмия, меди и кальция, а поэтому и одинаковое светопоглощение их комплексов, в то время как магний и цинк с меньшими ионными радиусами еще более сдвигают максимум светопоглощения в сторону коротких длин волн. [c.291]

Теплопроводнйсть —это процесс передачи тепла только между смежными частицами тела, обусловленный тепловым движением молекул или атомов вещества, а в металлах — свободных электронов. [c.35]

В целом металл, конечно, нейтрален. Пока проводник не включен в электрическую цепь, электроны не покидают образец. Причина заключается в том, что ионы создают потенциальную яму, из которой электроны не могут выбраться, не приобретя необходимой энергии (ее называют работой выхода). Можно пронаблюдать высвобождение электронов из образца. Суш,ествует несколько эффектов, демонстри-руюш,их эмиссию электронов из металла и отличаюш ихся методом передачи им необходимой энергии фотоэффект, термоэлектронная эмиссия, холодная эмиссия, электрон-электронная эмиссия и другие. Мы сознательно не разъясняем упомянутые термины, поскольку не собираемся рассказывать об эмиссионных явлениях. Несколько типов эмиссий перечислено только для того, чтобы убедить читателя в наличии е металле свободных электронов. Вылетевшие из металлов электроны, конечно, ничем не отличаются от любых других, даже прилетевших из космоса в составе космических лучей. [c.311]

Возможность разделения общей реакции коррозии на самостоятельные катодные и анодные процессы является следствием существования в растворе ионо1В металла и в металле свободных электронов. Наличие электронной проводимости металла н ионной проводимости раствора позволяет, кроме того, анодным и катодным процессам протекать также и территориально раздельно, на различных участках металла. Подобное пространственное разделение анодных и катодных процессов не безусловно необходимо для протекания электрохимического процес-98 [c.98]

Поиски новой, более корректной модели, привели к тому, что в 1948 г. Давыдов [21] предложил для описания свойств сольватированных в жидком аммиаке электронов использовать теорию локальных состояний свободных электронов, развитую ранее для ионных кристаллов. Аммиак в этом случае рассматривался как квазикристал-лический диэлектрик с упругой инерционной поляризацией молекул, в котором возникающие при диссоциации атомов металла свободные электроны находятся в состоянии поляронов . На основе этой гипотезы удалось дать довольно полное описание свойств металл-аммиачных растворов. Поэтому в следующей главе будут рассмотрены основные представления и выводы теории полярона [c.15]

Но не все электроны имеют одинаковые скорости, поэтому они не одновременно могут покинуть металл. С ростом температуры скорость электронов увеличивается и все большее число их ионидает металл. Свободные электроны, полученные таким образом, называются термоэлектронами, а это явление носит наз вание термоэлектронной эмиссии. [c.12]

В металле свободный электрон взаимодействует с периодически расположенными в узлах кристаллической решетки ионами, с дефектами строения, с тепловыми колебаниями решетки (фононами) и, наконеп, с другими электронами проводимости. Для описания многих особенностей поведения электронов в металле оказывается достаточным одноэлектронное приближение каждый из электронов движется отдельно от других в положительном периодическом потенпиале ионов решетки, электроны не взаимодействуют друг с другом и подчиняются статистике Ферми-Дирака. [c.182]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология