Химический потенциал электрона

Уровень Ферми по существу представляет собой электрохимический потенциал электрона, в металле [4]. Пользуясь известной свободой в выборе стандарт-] ного состояния и в разделении химического потенциала на химическую и электрическую части, которое не может быть сделано термодинамическими методами, но рационально с точки зрения атомистических представлений, запишем выражение для химического потенциала электронов в металле следующим образом [c.99]

Если в кристалле имеются донорные или акцепторные примеси (иапример, изоморфно замещающие ионы в узлах кристаллической решетки), то в объеме и на поверхности полупроводника появляются избыточные электроны в зоне проводимости или избыточные дырки в валентной зоне и соответствующие локальные уровни энергии внутри запрещенной зоны. В зонной теории относительное количество электронов и дырок в полупроводнике характеризуется так называемым уровнем энергии Ферми (или просто уровнем Ферми), который имеет смысл химического потенциала электрона в полупроводнике. [c.454]

В реальных полупроводниках очень часто собственная проводимость соизмерима с примесной. Имеются полупроводники, в которых одновременно содержатся акцепторные и донорные примеси. Такой общий случай и рассмотрен ниже. Задача состоит в нахождении энергии Ферми (химического потенциала электронов), а также концентрации электронов проводимости и дырок для полупроводника при заданных условиях. [c.195]

Механизм действия многочисленных полупроводниковых катализаторов, как показал Ф. Ф. Волькенштейн, существенно зависит от положения уровня Ферми (т.е. усредненного значения химического потенциала электрона в полупроводнике). Частицы на поверхности катализатора связаны с ней одноэлектронной или более прочной-—двухэлектронной связью. Чем выше уровень Ферми, тем больше доля частиц, несущих отрицательный заряд, и тем меньше доля частиц, связанных с поверхностью донорной связью, т. е. положительно заряженных. Число нейтральных частиц при изменении уровня Ферми проходит через максимум. Таким образом электронные свойства полупроводника определяют возможные состояния частиц на его поверхности и, следовательно, и направление химических процессов между ними. Влияние дефектов или примесей также зависит от того, как отзывается их появление иа положении уровня Ферми. [c.322]

Основываясь на формуле (УП1.94), найдем значение химического потенциала электронов при низких температурах, когда [c.201]

Так как изменение состава амальгамы приводит к изменению химического потенциала электрона (т. е. р, фЦе ""), то Лс ф =Дси" Ф-Суммируя все гальвани-потенциалы в рассматриваемой цепи, получаем для э. д. с. следующее простое выражение [c.124]

Согласно Будару, величина химического потенциала электронов у поверхности полупроводника должна быть пропорциональна логарифму концентрации донорных примесей. Отсюда вытекает [c.128]

Поскольку химический потенциал электрона можно представить равенством [c.23]

Найдем химический потенциал электронов при Г > О, для чего используем формулу (УП1.23). В знаменателе, в правой части, оставим только знак плюс и сделаем замену [c.192]

Химический потенциал электронов, отсчитываемый от верхнего края валентной зоны, определится выражением [c.201]

Создание перехода между материалами п- и р-типов приводит к новым свойствам, которые делают возможной твердотельную электронику. Поскольку химический потенциал электронов должен быть одним и тем же по обе стороны перехода, получается, что уровни зоны проводимости и валентной зоны материала р-типа должны сместиться в сторону больших энергий. [c.274]

Рассмотрим, что произойдет, если два металла с различными ионизационными потенциалами приведены в контакт между собой (рис. 36). Так как верхний заполненный энергетический уровень металла / на этом рисунке расположен выше, чем соответствующий уровень энергии металла 2, электроны с металла 1 будут перетекать на металл 2. Этот переход будет продолжаться до тех пор, пока верхние заполненные уровни энергии электронов в обоих металлах не выровняются. Тогда вероятность перехода электронов от металла 1 к металлу 2 и обратно станет одинаковой. Но при этом металл / с меньшим потенциалом ионизации получит положительный заряд, а металл 2 приобретает равный по величине отрицательный заряд. На границе между металлами возникнет разность потенциалов, т. е. гальвани-потенциал. Он не совпадет по величине с разностью ионизационных потенциалов металлов и вообще не может быть определен или же рассчитан какими бы то ни было доступными средствами. Причина этого состоит в том, что при переходе электронов от одного металла к другому помимо электрической производится работа, обусловленная разностью химического потенциала электрона в обеих фазах. [c.50]

Электроны перетекают из сжатых областей в растянутые так, что уровень Ферми (химический потенциал электронов) является везде одинаковым. В результате растянутые области приобретают избыточный отрицательный заряд, а сжатые — положительный. Возникающий потенциал точно компенсирует локальное искажение уровня Ферми, вызванное деформацией. [c.11]

Закономерности образования двойного электрического слоя при контакте полимеров с другими телами рассматриваются в работах В. П. Смилги [5] и др. Однако в данном случае нельзя оперировать представлениями об уровнях Ферми или химического потенциала электронного газа. Ввиду этого в работе применен существенно иной подход к решению задачи, а именно, определяется теплота реакции в зависимости от положения энергетического уровня электронов в донорном или акцепторном центре (рис. 1). Так как реакция проходит по всей поверхности, то каждая донорно-акцепторная пара оказывается в электростатическом поле, созданном другими донорно-акцепторными парами. Это поле изменяет разность между энергетическими уровнями электронов, и теплота реакции зависит, таким образом, от числа прореагировавших центров. Электростатическое поле, возникающее в результате реакции, затрудняет дальнейший переход электронов. Теплота реакции в этом случае выражается формулой [c.498]

Если в правильно разомкнутой электрохимической цепи (см. рис. VI.2,а) на всех трех фазовых границах М1—Мг, Мг—раствор и раствор — М] имеет место электронное равновесие, определяемое равенством электрохимических потенциалов электрона в этих фазах, то на первый взгляд кажется непонятным, за счет чего возникает ЭДС цепи, равная разности в двух частях одного и того же металла Мь Анализ этой проблемы показывает, что электрохимические потенциалы электрона в двух областях одного и того же раствора вблизи металла М1 и вблизи металла М2 — не одинаковы. В самом деле, выше было показано, что равновесная концентрация электронов в абсолютно чистой воде у поверхности медного электрода равна 9,36моль/л. Аналогичный расчет показывает, что в абсолютно чистой воде у поверхности цинкового электрода [е ] =2,31 10 моль/л. Следовательно, в воде между двумя электродами имеет место градиент концентрации гидратированных электронов. Как следует из уравнения (IV.34), градиент концентрации сольватированных электронов возникает в любом растворе, если только не равны друг другу электродные потенциалы двух металлов. Поэтому, строго говоря, разомкнутая электрохимическая цепь, ЭДС которой не равна нулю, не является равновесной даже при наличии равновесия на всех ее фазовых границах. Чтобы строго определить равновесную электрохимическую цепь, кроме условия электрохимического равновесия на каждой фазовой границе дополнительно указывают, что ЭДС цепи скомпенсирована разностью потенциалов от внешнего источника тока (см. с. 116). При подключении этой внешней разности потенциалов происходит компенсация электрическим полем градиента химического потенциала электронов в электролите, так что и в растворе при этом Ар,1,=0. Отсюда следует, что ЭДС электрохимической цепи можно представить как разность величин вблизи двух электродов и ввести определение отдельного электродного потенциала как реальной свободной энергии сольватации электрона (выраженной в эВ) при электронном равновесии электрода с раствором. [c.138]

Направление переходов электронов при химической адсорбции существенно зависит от степени заполненности соответствующих зон (или от наличия свободных электронных орбит) и от плотности электронных уровней, что и определяет уровень химического потенциала электронов в металле. Изменение заполнения зон (плотности энергетических уровней электронов) и уровня Ферми в результате введения определенных добавок или образования сплавов должно приводить к изменению адсорбционной способности. [c.58]

При этом следует учитывать, что чем ниже уровень химического потенциала электронов (уровень Ферми), тем больше ф. [c.130]

Промежуточное взаимодействие при окислительно-восстановительных реакциях связано с электронными переходами. На протяжении цикла каталитического превращения совершаются как процессы, связанные с переходом электронов от катализатора к реагирующим веществам, так и процессы, сопровождающиеся обратными переходами электронов. Вероятность протекания этих процессов зависит от природы реагирующих молекул и электронной структуры катализатора. Если наиболее трудная, лимитирующая стадия каталитического цикла связана с переходом электронов от катализатора к реагирующим веществам, то реакция будет протекать с тем большей скоростью, чем выше расположен уровень химического потенциала электронов в твердом катализаторе. Наоборот, если лимитирующий этап связан с переходом электронов к катализатору, то скорость реакции должна возрастать с понижением уровня химического потенциала электронов. [c.71]

Уровень Ферми, по определению, есть химический потенциал электронов в твердом теле. Для металлов в то же время это энергия наиболее высокого электронного уровня, занятого при Г = 0. В случае полупроводников и изоляторов (см. 6) уровень Ферми лежит внутри зоны разрыва, и равенство (VIII.46) определяет значение Е/ неодиазначно. [c.187]

Пусть Ро — химический потенциал электронного газа в данном металле при Т — 0. Из формулы (VIII.9), положив в ней Т = 0, найдем [c.189]

Таким образом, в собственном полупроводнике значение химического потенциала электронов (уровня Ферми) находится приблизительно посредине запрещенной зоны. Если отноишние тУт близко к единице, положе1П1е уровня Ферми практически не зависит от температуры. [c.200]

Электроны перетекают из сжатых областей в растянутые так, чтобы уровень Ферми (химический потенциал электронов) был везде одинаковым. В результате растянутые области приобре- [c.12]

Деформационное локальное расширение решетки вблизи поверхности металла ведет к отсасыванию электронов из соседних областей, в том числе из френкелевского двойного слоя, вследствие выравнивания уровня Ферми. Возникновение локального потенциала деформации растянутой области сопровождается изменением в противоположном направлении потенциала областей, которые выполнили функцию донора электронов. Нелокализо-ванные электроны френкелевского двойного слоя наименее прочно связаны с ион-атомами остова кристаллической решетки (относительно электронов внутренних областей) и в первую очередь втягиваются в растянутые области кристалла, оголяя поверхностный монослой ион-атомов остова решетки, несущих положительный заряд. В результате такого перетекания электронов образуется двойной электрический слой, состоящий из отрицательно заряженной обкладки — растянутых подповерхностных областей кристалла и положительной обкладки — монослоя выдвинутых наружу положительных поверхностных ион-атомов. Для краткости будем называть такой двойной слой, обусловленный деформацией, внутренним двойным слоем металла. Одновременно изменяется структура френкелевского двойного слоя вследствие частичного ухода в металл внешних электронов и в связи с этим уменьшается тормозящий выход электронов из металла скачок потенциала, а следовательно, уменьшается работа выхода электронов (уровень химического потенциала электронов внутри металла сохраняется). [c.98]

Таким образом, если внутри объема металла локальные деформационные изменения химического потенциала электронов аннулируются путем перераспределения электронной плотности за счет соседних больших объемов с возникновением локальных потенциалов деформации, то в тонком поверхностном слое в окрестности дислокационных скоплений эти изменения компенсируются эквивалентным из-1 менением энергии внешних электронов френкелевского двойного слоя, в резуль- тате чего восстанавливается уровень Ферми, но изменяется работа выхода электрона и, следовательно, сдвигается нулевая точка металла в сторону отрицатель- ных значений на величину потенциала деформации с образованием внутреннего двойного слоя в металле. [c.102]

Одновременно изменяется структура френкелевского двойного слоя вследствие частичного ухода в металл внешних электронов и в связи с этим уменьшается тормозящий выход электронов из металла скачок потенциала, а следовательно, уменьшается работа выхода электронов (уровень химического потенциала электронов внутри металла сохраняется). [c.101]

Сравнение с приведенной выше последовательностью уменьшения удельной каталитической активности позволяет заключить, что каталитическая активность тем выше, чем выше работа выхода, т. е. чем ниже уровень химического потенциала электронов. Это означает, что лимитирующий этап каталитического 0кисле 1ия водорода связан с переходом электрона от реагирующих веществ к катализатору. Таким этапом может быть адсорбция водорода либо взаимодействие водорода с отрицательно зиряженным кислородом. [c.71]

Смотреть страницы где упоминается термин Химический потенциал электрона: [c.254] [c.217] [c.181] [c.287] [c.176] [c.384] [c.192] [c.196] [c.274] [c.230] [c.242] [c.99] [c.99] [c.100] [c.102] [c.102] [c.102] [c.12] [c.225] [c.710] [c.430] [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология