Кристаллы заряды электрические на поверхности

Была также высказана мысль, что все кристаллы имеют электрические заряды, проявляющиеся при нагреве или сжатии. Благодаря малой величине молекул такие заряды ощутимы лишь у самой поверхности, что и является причиной притяжения и сгущения паров и газов. Наиболее богаты электричеством активные металлы губчатой структуры, состоящие, по тогдашним взглядам, из металлических остриев . Эти идеи и представления интересны тем, что они интуитивно предвосхищают наши современные представле- [c.90]

Во многих случаях химическое растворение твердой фазы сопровождается образованием новой твердой фазы. Она появляется в результате кристаллизации (осаждения) из раствора при его пересыщении продуктами растворения или веществами, возникающими при их взаимодействии с компонентами растворителя. Кристаллизация новой фазы может идти в массе раствора или на поверхности зерен растворяющейся фазы. В последнем случае на зернах появляется корка продукта реакции, затрудняющая доступ активного растворителя к реакционной поверхности. Корка может появляться и в результате осаждения на поверхности растворяющихся зерен кристаллов или коллоидных частиц, образовавшихся в массе раствора. Это происходит под действием сил адгезии и зависит от знаков и величин электрических зарядов твердых поверхностей, т. е. от их электрокинетических потенциалов. [c.222]

Каков бы ни был заряд граней кристалла в момент их образования, он быстро исчезает, особенно во влажном воздухе, за счет стекания зарядов вдоль поверхности. Вместе с этими зарядами исчезает и мощное поле, образуемое их совокупным действием,— поле, которое, как и поле равномерно заряженных пластин конденсатора, убывает с расстоянием весьма медленно. Остаются только электрические поля разноименных ионов, у которых концы силовых линий локализованы на поверхности грани на близком расстоянии друг от друга. Помимо этого поле поверхностных сил образуется молекулярными силами (исходящими из поверхностных атомов и ионов), природа которых связана со строением электронных оболочек атомов. [c.16]

Хемосорбированная частица, связанная с поверхностью прочной связью, удерживает свободный электрон или свободную дырку кристаллической решетки. Это приводит к изменению плотности электрического заряда на поверхности, а следовательно, к заряжению поверхности и сдвигу положения уровня Ферми на поверхности кристалла. Поверхностные свойства кристалла, определяющие его каталитическую активность, от-личаются, таким образом, от его объ-емных свойств, что обязательно дол-жно учитываться при постановке ис- , следований по подбору катализаторов и интерпретации их результатов. [c.33]

Рис. 13.2. Плотность электрического заряда вблизи поверхности кристалла (а) и распределение потенциала (б)

На поверхности ионных кристаллов, образованных с участием электростатических сил, распределение электрического заряда, естественно, значительно отличается от распределения электрического заряда внутри кристалла, вследствие чего поверхность начинает активно взаимодействовать с ионами соответствующего знака, например ориентируя их на поверхности. В зависимости от знака ионов поверхности таких кристаллов обладают различной реакционной способностью. [c.15]

Действие электрических приборов основано на изменении под давлением электрических свойств некоторых материалов (например, зависимость омического сопротивления некоторых сплавов от давления среды, окружающей проводник, используется при измерении высоких давлений появление электрических зарядов на поверхности кристаллического диэлектрика при сжатии и растяжения кристалла используется при измерении быстропеременных давлений). [c.36]

Корнфельд М. И. Электрические заряды на поверхности щелочно-галои,д-ного кристалла. — Физика твердого тела, 1971, 13, № 2, с. 474—479. [c.123]

Теории поверхностных эффектов такого типа предложили ряд авторов [3] . Основной предпосылкой этих теорий является предположение, что заряд на поверхности, компенсированный размытым пространственным зарядом внутри кристалла, вызывает появление электрического поля. Плотность отдельных заряженных дефектов при этом будет зависеть от величины поля согласно уравнению Больцмана, в то время как плотность пространственного заряда и потенциал поля связаны уравнением Пуассона. Расхождение этих теорий [c.555]

В приповерхностной области кристалла, где электрическое поле поверхности еще не полностью погашено объемным зарядом, энергетические зоны обычно рисуют искривленными. Следует подчеркнуть, что понятие граница зоны при этом теряет четкий смысл. Вместе с тем возникает понятие о вне-зонных носителях, т. е. носителях, находящихся за границами разрешенной энергетической зоны [4]. [c.67]

При выводе формулы (5.4) величина заряда на поверхности частицы принята постоянной. Па самом деле с уменьшением размеров частиц напряженность электрического поля сферического конденсатора растет и заряд будет стекать с частицы. Вследствие этого зависимость растворимости от размеров кристаллов по уравнению (5.5) имеет максимум и две (а не одну) области устойчивого равновесия — для крупных и очень мелких частиц (рис. 52). Частицы, размеры которых соответствуют области А, будут находиться в равновесии с более крупными как угодно долго. [c.184]

Характерная картина образования кристаллических агрегатов может наблюдаться при добавлении к раствору мелкокристаллического парафинистого продукта в углеводородном растворителе какого-нибудь осадителя, например кетона, дихлорэтана и др. При этом происходит следующее. При растворении продукта в бензоле или в бензине и последующем охлаждении образуется раствор, содержащий неагрегированные кристаллики парафина, относительно равномерно рассеянные по всей массе раствора при добавлении к раствору осадителя понижается растворимость находящихся в нем как твердых, так и жидких компонентов обрабатываемого продукта. Это приводит к выделению из раствора и адсорбции на поверхности кристалликов некоторого количества наиболее высокомолекулярных и малорастворимых жидких компонентов. Введение осадителя сопровождается, возможно, также и изменением электрического заряда частиц (кристаллов) парафина. В результате указанных явлений разрозненные кристаллики парафина начинают собираться сначала в хлопья, а затем в комки, т. е. происходит агрегация кристалликов, аналогичная коагуляции дисперсной фазы коллоидного раствора. На рис. 11 [c.74]

Сообщение металлу электрического заряда извне в значительной мере отражается на взаимодействии металла с окружающим раствором. Так, сообщение положительного заряда способствует как бы оттягиванию электронов поверхности внутрь металла, в результате чего облегчается непосредственное взаимодействие молекул воды с положительными ионами, составляющими решетку металлического кристалла. Это взаимодействие в свою очередь способствует переходу ионов металла в раствор, т. е. растворению металла. Очевидно, сообщение металлу отрицательного заряда, наоборот, затрудняет растворение металла и способствует выделению ионов металла из р.аствора на металле. [c.444]

В первом приближении атомы кремния и кислорода расположены здесь в шестигранных ячейках. При этом каждый атом кремния имеет четыре единичных положительных заряда, а каждый атом кислорода — два отрицательных. Расположение атомов кремния и кислорода в ячейке таково, что кристалл в целом является электрически нейтральным (рис. 24, а). Если для упрощения каждую пару атомов кислорода, расположенную над или под атомами кремния, рассматривать как один атом кислорода с четырьмя зарядами, то будем иметь ячейку, изображенную на рисунке. Прц приложении усилий вдоль оси Х1 происходит вклинивание атома кремния между атомами кислорода и одна поверхность заряжается отрицательно, а другая поверхность — положительно (рис. 24, б). При усилиях в направлении, перпендикулярном к оси XI, заряды возникают на тех же поверхностях, но ири этом знаки зарядов меняются на противоположные (рис. 24, в). Аналогично можно показать, что растяжение меняет знаки заря- [c.132]

Скорость протекания всего процесса в целом контролируется стадией, сопровождающейся наибольшими торможениями. Причинами торможения могут быть замедленная доставка разряжающихся ионов к катоду — концентрационное перенапряжение (1-я стадия) замедленный разряд ионов, который обусловлен медленным переносом заряда через двойной электрический слой и связанным с этим изменением физико-химического и энергетического состояния ионов (дегидратация, десольватация, распад комплексных ионов и др.) — электрохимическое перенапряжение (2-я стадия) трудности, связанные с построением кристаллической решетки замедленная диффузия ад-атомов (ад-ионов) по поверхности катода к местам роста кристаллов, задержка при вхождении атомов в кристаллическую решетку или при образовании двух- или трехмерных кристаллических зародышей, т. е. то, что характеризует так называемое кристаллизационное перенапряжение (3-я стадия). Величина последнего сравнительно невелика и зависит от природы металла и от состояния поверхности катода, которое в ходе электролиза меняется в результате адсорбции посторонних ионов, молекул и органических веществ. [c.335]

Кварц обладает пироэлектрическими свойствами при нагревании или охлаждении на поверхности кристаллов кварца образуются электрические заряды. [c.27]

Внутри мицеллы находится кристалл, состоящий из молекул Agi. Эту часть мицеллы, согласно терминологии, предложенной Н. П. Песковым, будем называть агрегатом, так как она всегда состоит из агрегата атомов, молекул или ионов, образующих дисперсную фазу. На поверхности кристалла находятся достраивающие его ионы, которые придают ему электрический заряд. Эти ионы, как мы уже знаем, являются потенциалопределяющими. [c.243]

Кварц — пьезоэлектрик (от греч. piezo — давление), в котором очень ярко проявляется пьезоэлектрический эффект. Прямым пьезоэлектрическим эффектом называется появление противоположных электрических зарядов на поверхности пластин, вырезанных из кристаллов перпендикулярно электрическим осям х (рис. 90). При дейст- [c.293]

Кварц — пьезоэлектрик (от греч. piezo — давление), в котором очень ярко проявляется пьезоэлектрический эффект. Прямым пьезоэлектрическим эффектом называется появление противоположных электрических зарядов на поверхности пластин, вырезанных нз кристаллов иер-пендикулярно электрическим осям х (рнс. 90), при действии на пластину сжимающей или растягивающей силы в направлениях х или у, перпендикулярных оптической оси 2 (например, на поверхностях АА и ВВ при действии силы вдоль х 2 или yi). Оптическая ось 2 проходит перпендикулярно плоскости рисунка и параллельно ребрам гексагональной призмы кристаллов горного хрусталя, обычно увенчанных шестигранными пирамидами. Это явление было открыто братьями Кюри в 1880 г. При об- [c.365]

По поводу формулы (Vn.32) необходимо отметить следующее. При ее выводе мы исходили из условия равенства электрохимических потенциалов ионов в глубине раствора и в глубине кристалла. Поэтому найденная с помощью (УП.З2) величина характеризует перепад потенциала между объемом раствора, где условно потенциал принят равным нулю, и объемом кристалла, где он равен l oo. Обычно предполагается, что l ooравен потенциалу пов рхности кристалла i o. На самом деле это не так. Действительно, для того чтобы менять концентрацию ионов Ag и Гб растворе, мы обязательно должны вводить в него третьи ионы, которые не входят в рещетку кристалла. Третьи ионы неизбежно будут втягиваться в плотную часть двойного электрического слоя, образующегося на поверхности кристалла хотя бы за счет электростатических сил, которые при наличии перепада потенциала всегда отличны от нуля (кроме того, они могут втягиваться в плотную часть двойного слоя и за счет сил специфической адсорбции). Появление третьих ионов, в свою очередь, обязательно повлияет на величину поверхностного потенциала, что не учитывается формулой (УП.32). Таким об разом, традиционное рассмотрение механизма образования заряда на поверхности кристалла AgJ является неполным, для получения более точных формул его необходимо дополнить условиями постоянства электрохимических потенциалов третьих ионов для полупространства л > 0. Не рассматривая эти осложнения, перейдем к диссоциации активных центров, расположенных на поверхности стенки. Данный случай является также примером возникновения двойного слоя за счет различной растворимости поверхностных ионов (рис. УП.4). [c.74]

Электрические заряды на поверхностях. Большинство неорганических соед.инений, представляющих аналитический интерес, имеют ионную природу, и их кр.исталлическая решетка состоит из катионов и анионов. Модель кубического крис талла хлорида серебра изображена на рис. 7-1 (черные шары — ионы серебра, а белые — хлорид-И01ны). Каждый хлорид-ион внутри кристалла окружен шестью ионами серебра, которые являются его ближайшими соседями, аналогично каж- [c.225]

Поскольку электроны удерживаются в металле, для их извлечения необходимо совершить некоторую работу и, следовательно, энергия ер должна быть отрицательна. Это не протшоречит тому, что в теории свободных электронов р = h kp/2m > 0. Просто в теориях, предназначенных для расчета объемных характеристик и использующих модель бесконечного металла, выбор аддитивной постоянной в электронной энергии остается совершенно произвольным здесь этот выбор осуществлен в предположении, что энергия низшего электронного уровня равна нулю. При таком выборе для удержания электронов внутри металла потенциальная энергия электрона снаружи кристалла должна быть большой положительной величиной (больше ер). Здесь мы однако воспользовались традиционным в электростатике выбором аддитивной постоянной — потенциал считается равным нулю на больших расстояниях от металлического образца. Значение этой константы не существенно при определении объемных характеристик, но при сравнении энергии электронов внутри и снаружи кристалла необходимо либо явно учесть такое слагаемое, либо отказаться от предположения, что потенциал равен нулю вдали от металла. В самом деле, условием отсутствия суммарного заряда на поверхности кристалла является выражение О = J Spdz (где р — объемная плотность заряда), которое не приводит к появлению электрического поля. Однако эмиссия электронов за пределы кристаллической решетки создает возможность появления такого заряда, и потенциал будет стремиться не к нулю, а к некоторой величине Wg, равной работе переноса электронов через образовавшийся двойной слой (см. рис. 2.3). [c.39]

В результате этого возникли дополнения к тепловой гипотезе механохимических явлений. Вследствие слабой теплопроводности выделяющееся при измельчении тепло приводит не только к локальному нагреву, но и к состоянию, когда вещество находится в виде ионов и электронов, — магма — плазма . Так, было замечено, что при измельчении наблюдается эмиссия электронов. Благодаря образованию при измельчении поверхностных дефектов твердые диэлектрики имеют на поверхности заряд. Электрический заряд возшикает и при деформации ионных кристаллов. При разрушении между частицами происходит электрический разряд и наблюдается вызванная им люминесценция. Механоэмиссия электронов вызывается их разгоном в поле микроконденсатора разъединяемых поверхностей раскола. Эти явления, если измельчение проводится в жидкой среде, создают условия для гидротермальных реакций. Механизм эмиссии электронов при деструкции твердого тела связан с переходом электронов на более высокие энергетические уровни. Переход таких электронов на стабильные уровни приводит к высвобождению энергии, расходуемой на излучение. Эмиссия возможна также из-за локальных нагревов (термоэмиссия), поскольку в момент разрушения возможно возникновение плазменных температур. Одн ако и модель магма — плазма не охватывает всех явлений. В частности, имеются наблюдения, которые указывают на развитие, в местах контакта не только высоких температур, но и локальных кратковременных давлений, достигающих 150 МПа. [c.152]

Кристаллы сегнетовой соли обнаруживают резко выраженный пьезоэлектрический эффект — появление электрических зарядов на поверхности кристалла при его деформации или возникновение деформации в кристалле при помещении его в электрическом поле [c.182]

Поверхность полярного кристалла образована положительными и отрицательными ионами. Эти ионы находятся в кинетическом равновесии с соответствующими ионами в растворе. Процесс обмена ионами между кристаллом и раствором идет непрерывно, но беспорядочно, и в результате статистических флуктуаций на отдельных участках поверхности получается избыток ионов того или другого знака. Образующийся в результате этого процесса средний заряд поверхности, обусловленный избытком ионов какого-либо знака над стехиометрическим отношением, определяется термодинамическим условием равновесия ионов в растворе и в адсорбционном слое — равенством их электрических потенциалов. Эти заряды составляют внутреннюю обкладку двойного электрического слоя. Обусловленное этими зарядами электрическое поле притягивает из глубины раствора к поверхности кристалла ионы противоположного знака и отталкивает одноименно заряженные ионы, вызывая образование в растворе слоя, содержащего избыток ионов, несущих заряд, по знаку противоположный заряду поверхности кристалла. Этот слой, составляющий вторую внешнюю обкладку двойного электрического слоя, как показал Штерн [ ], может обладать различной толщиной в зависимости от концентрации раствора. В очень разбавленных растворах под действием теплового движения ионы, составляющие внешнюю обкладку двойного слоя, могут удаляться на значительное расстояние от поверхности и весь слой может иметь заметную величину. В концентрированных же растворах слой сжимается почти до мономолекулярного, а в диффузной его части остается лишь небольшая часть общего заряда. Ионы, примыкающие вплотную к поверхности внешней обкладки, притягиваются к ней, кроме электростатических сил, также и ван-дер-ваальсовыми силами. Такое взаимодействие происходит по всей поверх- [c.433]

На основании изложенного представления о строении двойного электрического слоя была предложена классификация возможных видов адсорбции радиоактивных изотопов. Первым процессом, приводящим к адсорбции радиоактивных изотопов, является кинетический обмен ионами между поверхностью кристалла и раствором. Если в растворе были ионы, могущие входить в поверхностный слой кристаллической решетки осадка, то в результате такого обмена часть этих ионов перейдет в поверхностный слой кристалла. Этот вид адсорбции является первичной обменной адсорбцией. Процесс кинетического обмена между поверхностью кристалла и раствором приводит также к отклонению состава поверхностного слоя от стехиометрического соотношения и, следовательно, к образованию свободного электрического заряда на поверхности кристалла. Этот избыток одного из ионов, составляющих кристалл, против стехиометрического отношения можно рассматривать как адсорбцию. Так, например, плохо растворимые осадки, обладающие очень развитой поверхностью, могут увлекать с собой значительные количества находящегося в избытке иона. Этот вид адсорбции связан с двойным электрическим слоем, обусловливающим скачок потенциала на поверхности раздела кристалл— раствор, и поэтому назван потенциалобразующей адсорбцией. Таким образом, первичную адсорбцию можно разделить на два вида первичную обменную и потенциалобра-зующую. При первичной адсорбции в обоих указанных случаях адсорбированные ионы находятся в поверхностном слое кристаллической решетки. [c.434]

У ионных кристаллов распределение электрического заряда на поверхности значительно отличается от его распределения в объеме. В результате реакционная способность поверхности повышена к ионам иротивоноложного заряда. [c.31]

Процесс кинетического обмена ионов между поверхностью кристалла и раствором приводит также к отклонению состава поверхностного слоя от стехиометрического соотношения вследствие неодинакового сродства собственных катионов и анионов к поверхности кристалла и к возникновению на поверхности кристалла свободного электрического заряда. Этот избыток одного из собственных ионов против стехиометрического отношения тоже можно рассматривать как адсорбцию. Поскольку этот вид адсорбции обусловливает возникновение электрического заряда на границе раздела фаз и, следовательно, скачок потенциала, он и называется первичной потенииалобразующей адсорбцией. В обоих указанных случаях адсорбции адсорбированные ионы находятся в поверхностном слое кристаллической решетки. [c.74]

Для изучения структуры кристаллов и их поверхности используют декорирование — избирательное осаждение на характерные грани кристаллов частиц декорирующего вещества [53]. По способу осаждения вещества различают электрическое, химическое и вакуумное декорирование. В первом случае на электрически заряженные участки поверхности кристалла осаждают частицы противоположного заряда, оседающие прежде всего на местах с повышенным потенциалом. При химическом декорировании используют активность характерных точек поверхности кристалла как центров избирательной кристаллизации при образовании и выделении новой фазы в результате химической реакции. При вакуумном напылении на поверхность свежего скола (излома) кристалла наносят слой металла (золото) толщиной 0,5—1,0 нм, затем напыляют пленку углерода и с ее помощью снимают слой металла для исследования на микроскопе. [c.30]

Двойной электрический слой существует и на границе раздела раствор электролита / изолятор, если на последнем имеется фиксированный заряд. Появление заряда на поверхности изолятора может быть обусловлено переносом ионов определенного знака с поверхности ионного кристалла в раствор, адсорбцией ионов, наличием поверхностных ионизируемых групп (например, в полимерных материалах) и т. д. Образование двойного электрического слоя оказывает сильное влияние на подвижность заряженных коллоидных частиц, свойства пористых и других мембранных систем. Все эти явления объединяются термином электрокинети-ческие явления. [c.163]

При замерзании водной фазы эмульсии типа М/В появляются кристаллы льда, которые выталкивают шарики масла в сужающиеся каналы незамерзшей жидкости (Янг, 1934). При этом концентрация электролитов в еще незамерзшей воде увеличивается, вода все более переохлаждается, электрический заряд эмульсии уменьшается (Боросихинои др., 1961). В результате роста кристаллов льда шарики масла сжимаются, вытягиваются в нити и соединяются. Согласно Лебедеву и др. (1962), последующие процессы зависят от условия контакта поверхности шарика и адсорбционного слоя эмульгатора. Когда вязкость поверхности шарика достигает вязкости твердого вещества, гидрофобная часть адсорбированных молекул эмульгатора теряет свою подвижность. Это предотвращает деформированные шарики масла, находящиеся под давлением кристаллов льда, от восстановления. В той части поверхности шарика, которая не защищена эмульгатором, начинается коалесценция, зависящая от природы эмульгатора (Поспелова и др., 1962), его концентрации, степени покрытия эмульгатором поверхности шарика и от природы дисперсной фазы (Кист-лер, 1936). Длина гидрофобной [c.125]

Если в раствор AgNOa постепенно при интенсивном перемешивании вливать раствор KI, то осадок иодида серебра формируется в присутствии ионов Ag ", NO3 и К (ионы 1 в этих условиях сразу же связываются в Agi и поэтому в системе отсутствуют). В таких условиях на поверхности кристаллов (Agi) в момент их зарождения будут адсорбироваться согласно правилу Пакета — Фаянса ионы Ag+. В результате образуются ядра коллоидных частиц, несущие в среднем по т положительных электрических зарядов, поступивших с ионами Ag+ потенциалопре-деляющие ионы) [Agi) jfe-mAg+] " +. [c.210]

Объяснение. Каолиновая глина преимущественно состоит из минерала каолинита [АЬ81205(0Н)4]. Этот минерал имеет двухслойную кристаллическую решетку, пакеты которой образованы из двух связанных через общие атомы кислорода слоев слоя кремнекислородных тетраэдров и алюмогидроксильного слоя, имеющего диокта-эдрическое строение. Такие двухслойные пакеты чередуются в кристалле с промежутками, придавая ему пластинчатое строение. В неразрушенном кристалле все валентные связи уравновешены. Однако в местах разрыва каолинитовых кристаллов валентные связи оказываются ненасыщенными и здесь в водном растворе будут адсорбироваться гидроксильные ионы воды, сообщая поверхности каолинитовых частиц отрицательный заряд. Процесс адсорбции гидроксильных ионов еще более усиливается в щелочной среде. В электрическом поле постоянного тока отрицательно заряженные частицы каолинита движутся к аноду и осаждаются на нем в виде плотного слоя. Подобным образом в практике производят очистку некоторых веществ от примесей каолинита или других подобных ему минералов. [c.183]

При рассмотрении вопроса о происхождении двойного электрического слоя в общем курсе коллоидной химии приводятся примеры образования двойного слоя за счет адсорбции ионов из окружающего раствора. В качестве характерного примера рассматривается обычно образование двойного слоя на поверхности кристаллов труднорастворимой соли иодистого серебра AgJ. Указывается, что, согласно правилу Панета—Фаянса о преимущественной адсорбции тех ионов, которые с противоположно заряженными ионами решетки будут образовывать труднорастворимые соединения, можно предугадать знак заряда твердой фазы по отношению к раствору. [c.18]

Дефекты по Френкелю — не единственный тип дефектов в ионных кристаллах. В. Шоттки (1935) показал, что в реальном кристалле могут отсутствовать межузельные ионы и в то же время часть узлов решетки оказывается незанятой. Так как в целом должен соблюдаться баланс электрических зарядов, то каждой катионной вакансии соответствует анионная вакансия. Комбинацию катионной и анионной вакансий в ионном кристалле называют дефектом по Шоттки. Дефекты по Шоттки образуются, когда в результате тепловых флуктуаций ионы выходят из узлов решетки на поверхность кристалла, образуя внутри его вакансии. Процесс протекания тока в таком кристалле можно рассматривать как последовательное осуществление перехода ионов кристаллической решетки в соседнюю вакансию. Подвижности катионных и анионных вакансий в общем случае различны, что и определяет преимущёственную катионную или анионную проводимость. Типичный пример соединений с дефектами по Шоттки — галогениды щелочных металлов. [c.106]