Закон действующих для проводимости

Влияние изменения степени диссоциации на проводимость слабых электролитов описывается в первом приближении законом разбавления Оствальда, выведенным на основании закона действующих масс. По закону действующих масс соотношение между степенью диссоциации а и концентрацией с идеального раствора 1 1-электролита имеет вид [c.406]

Роль водородных связей в образовании ионных пар. Отклонения электролитической проводимости больших ионов от предельного закона Дебая — Хюккеля — Онзагера, зависимость коэффициента активности и осмотического коэффициента от концентрации и некоторые другие явления указывают на то, что большие ионы не имеют первичной гидратной оболочки и влияние их вторичной гидратации проявляется главным образом в воздействии на структуру прилегающих к ионам слоев воды, вызывающем повышение упорядоченности. Эти ионы, так сказать, гидрофобны, и их структурообразующее влияние на воду тем больше, чем больше их размеры. Как отмечает Даймонд [48а], в растворах больших ионов, не имеющих первичной гидратной оболочки, образование ионных пар облегчается тем, что в добавление к электростатическому притяжению между их зарядами вода вблизи этих ионов проявляет эффект, способствующий усилению взаимной связи гидрофобных ионов благодаря структурированию. Это добавочное действие обусловлено тем, что водородные связи между молекулами воды стремятся усилить взаимодействие между молекулами и снизить искажения структуры воды. Влияние структуры жидкости, облегчающее ионную ассоциацию, отличается от образования ионных пар по Бьерруму, обусловленному одним лишь действием электростатических сил. Это влияние возникает только в жидкостях, для которых характерно об- [c.508]

В разбавленных растворах сильных электролитов и ионов в небольшой степени могут образоваться также свободные комплексы, незаряженные или с незначительным зарядом. В растворах истинных электролитов это ионные пары, удерживаемые в основном электростатическим притяжением, тогда как в растворах потенциальных электролитов— ионные пары и ковалентные молекулы или только последние. Образование ионных пар или ковалентных молекул сопровождается сокращением числа носителей заряда и закон действующих масс справедлив для обоих процессов. Поэтому они одинаково влияют на зависимость проводимости от концентрации электролита. Следовательно, по измерениям зависимости проводимости от концентрации невозможно определить, каким явлением —образованием ковалентных молекул или ионных пар — обусловлено снижение в электролите числа возможных носителей заряда. Трудно ответить на этот вопрос и при помощи методов, основанных на других свойствах растворов (например, осмотических и (потенцио-.метрических параметрах),, которые также зависят от общего электростатического взаимодействия ионов. Однако в ряде случаев два типа ионной ассоциации можно различить путем измерения оптических параметров, поскольку ковалентные связи заметно изменяют оптические свойства растворов. [c.347]

Становление науки о полупроводниках обязано не только химическим методам получения и очистки веществ, но также использованию химических представлений и химической теории. В частности, поведение электронов и дырок в полупроводниках (см, рис. 10.22) подчиняется закону действия масс и законам химического равновесия. Подобно тому как концентрация реагентов влияет на скорость химической реакции, концентрация электронов и дырок влияет на проводимость и другие электрические свойства полупроводников. Это позволяет предсказывать электрические свойства полупроводников и связывать их со степенью чистоты полупроводниковых веществ путем применения основных химических представлений и законов. [c.400]

Например, для СигО (zi = 1, 22 = 2) расчет приводит к показателю степени Vs при давлении. Из измерений проводимости получают V [19], а из измерений коэффициента самодиффузии только 0,2—0,27. Этот коэффициент пропорционален полной концентрации вакансий — как нейтральных, так и диссоциированных.. Если существует прочная ассоциация вакансий с ды4)ками, то< можно пренебречь концентрацией свободных вакансий, и закон действующих масс дает зависимость типа Pot- Отсюда видно, какое значение имеет проблема ассоциации дефектов — вакансий и-межузельных ионов — с электронами и дырками. [c.313]

Легче всего проследить зависимость о от концентрации примесей, так как этим параметром можно управлять, и электропроводность в примесной области именно от него зависит наиболее существенным образом. Термодинамически равновесная концентрация дефектов Шоттки в собственной области проводимости определяется законом действия масс [уравнение (9.3)] [c.13]

Для ионной ассоциации справедлив закон действующих масс, поэтому степень ассоциации, т, е. степень снижения числа свободных ионов по сравнению с (полной концентрацией, зависит от константы диссоциации. И наоборот, константу ассоциации можно определить по зависимости проводимости от концентрации. [c.363]

В уравнениях электропроводности растворов электролитов константа ассоциации вводится с помощью закона действующих масс. Поэтому величина константы ассоциации, полученная в результате решения этих уравнений, является экспериментальной, свободной от выбора модели ассоциации ионов, но зависящая от выбора модели ионной проводимости. Следует сразу оговориться, что получаемая таким образом константа ассоциации отнесена к молярной шкале концентраций. Однако для сравнения процессов ассоциации ионов в различных растворителях и разных температурах целесообразней пользоваться константой ассоциации, отнесенной к шкале молярных долей (Л д(Х)), которая связана с в шкале молярной концентрации соотношением [c.119]

Одновременно с тепловым возбуждением носителей тока (электронов и дырок) происходит обратный процесс — их рекомбинация. Равновесные объемные конх ентрации электронов п и дырок р удовлетворяют соотношению, аналогичному закону действующих масс пр = Сехр (—Ед/кТ), где к — постоянная Больцмана, Ед я С — константы в-ва. В т. н. собственных (без примесей) П. каждому электрону в зоне проводимости соответствует дырка в валентной зоне, и п = р. В легированных (с примесями) П. п р. Прн наличии донорных примесей (напр., атомов элементов V группы в Ое), отдающих электроны в зону проводимости, и > р такие П. наз. электронными или п -типа. При наличии акцепторных примесей (напр., элементов III группы в Ое), захватывающих электроны из валентной зоны и создающих дырки, п < р такие П. наз. дырочными или р-ти-па. При близости концентраций доноров и акцепторов легированный П. наз. скомпеисированным. Полупроводниковые соед. с нестехиометрич. составом относятся к п-типу или р-типу в зависимости от того, какой компонент в избытке. Носители, находящиеся в меньшинстве, наз. неосновными, находящиеся в большинстве — основными. Объемная концентрация последних обычно не превосходит 10 см . Подвижность носителей варьирует для разных П. в широких пределах (10 — 10 см /с при 300 С). [c.472]

Концентрация электронов (дырок) в зоне проводимости (валентной зоне). Закон действующих масс [c.248]

И адсорбцию, необходимо отметить, что в природе не существует каких-то особых адсорбционных сил [48]. Это утверждение можно в общих чертах считать справедливым, однако автор не учел особую природу сил, действующих на проводящих поверхностях, которые рассмотрены в настоящем разделе, а также в разделе V, 7, В создании этих сил важную роль играют электроны проводимости. Поскольку эти электроны принадлежат проводящему телу как одному целому, а ме отдельным его атомам, то законно говорить об особых адсорбционных силах. [c.45]

Сила взаимодействия между ионом и запаздывающей за его движением ионной атмосферой А , вызывающая возникновение добавочного трения, называется релаксационной силой. Оба тормозящих эффекта действуют в направлении уменьшения электрической проводимости пропорционально у , что коррелирует с законом Кольрауша (Х1У.41). [c.404]

Если к кристаллу галогенида щелочного металла или серебра приложить разность потенциалов, измерительный прибор покажет, что через кристалл протекает электрический ток. Сила тока оказывается слишком большой, чтобы объяснить его подвижностью электронов, так как для рассматриваемых температур число электронов в областях проводимости слишком мало. Но так как выполняется закон Фарадея, ток, очевидно, обусловлен движением ионов под действием поля. [c.91]

Такое различие может быть объяснено на основе принятой модели Р-центра следующим образом. Р-полоса поглощения обусловлена переходом электрона лишь на уровень возбуждения jF-центра Is—2р). За время, в течение которого F-центр находится в возбужденном состоянии, электрон может быть переброшен в зону проводимости под действием тепловых флуктуаций решетки. При этом вероятность освобождения электрона с уровня возбуждения должна зависеть от температуры по закону [c.64]

На основе закона Стокса по ионной проводимости можно определить радиус частицы, мигрирующей под действием градиента электрического потенциала, обычно называемый радиусом Стокса (гз1). Используя уравнение (4.2.6), которое учитывает сопротивление трения согласно закону Стокса, получим для радиуса иона, мигрирующего в растворе, [c.317]

Под действием газообразных брома и иода на поверхности серебра образуются галогенидные пленки побежалости, обладающие ионной проводимостью. При повышенной температуре рост пленки подчиняется параболическому закону [8]. Уже при комнатной температуре реакция протекает с такой скоростью, что с помощью микроскопа на поперечном шлифе можно измерить толщину пленки. При 40° С пары брома и иода в отсутствие воздуха реагируют с 99,9% серебром в соответствии с параболическим законом (рис. 8.1) [c.468]

Оба вопроса были разрешены опытом Даниеля, который — по крайней мере с точки зрения существовавших в то вре.чя воззрений — окончательно выяснил роль воды при проводимости. Он подвергал электро-лизу водные растворы сернокислого натрия и серной кислоты, включенные в одну и ту же цепь, и нашел, что выделяющиеся из обоих электролитов количества водорода и кислорода, равно как и количества щелочи и кислоты, образующиеся у электродов первого электролита, друг другу эквивалентны. Таким образом взгляд Берцелиуса был опровергнут. Действительно, по Берцелиусу, в описанном случае мы имели бы при электролизе соли двоякое электролитическое действие, а именно разложение соли на щелочь и кислоту и одновременно разложение эквивалентного количества воды на водород и кислород, что противоречило закону Фарадея. В согласии с данным законом Даниель пришел к выводу, что положительным ионом является N3, а отрицательным — 30 приблизившись к электродам, ионы эти теряют свой заряд и действуют затем на воду, причем выделяются водород и кислород, и образуются щелочь и кислота. [c.46]

Более подробную мотивировку, которую трудно изложить кратко, можно найти в цитированной оригинальной литературе. В частности для процесса проводимости, который нас интересует здесь, в первую очередь является существенным некоторое равновесное состояние, устанавливающееся в отсутствии внешнего электрического поля между различными ионами. Если под действием внешнего поля ион приходит в движение, то это равновесное состояние нарушается, и, по общему закону, должны возникнуть силы противодействия, вследствие чего ион подвергается торможению. Дебай описывает характер этих сил и устанавливает, что при увеличении концентрации они возрастают. Таким образом кажущееся изменение степени диссоциации при увеличении концентрации на самом деле вызывается таким возрастающим уменьшением подвижностей ионов ила возрастающим уменьшением проводимости. [c.136]

Таким образом, результаты исследования тепловых машин, проводимые Карно, вышли далеко за пределы только анализа действия этих машин, но оказались также основополагающими для развития термодинамики и установления ее второго закона. [c.58]

Проводимость в стеклообразном селене осуществляется вдоль цепочек ковалентно увязанных атомов в результате образования свободного электрона и одноэлектронной связи [1]. Обрывающиеся в объеме стекла цепи, направление которых не совпадает с направлением ноля, препятствуют свободному движению носителей тока. В таких случаях значение стерического фактора lg <0 [1]. Наблюдаемая нами зависимость электропроводности от напряженности электрического поля в интервале 33—2000 e/ jn находится вне действия закона Пуля. Она может быть объяснена влиянием приложенного напряжения на вероятность переключения одноэлектронных ковалентных свя- [c.21]

При возбуждении люминесценции светом (г злА погл) < 1 вследствие стоксовского смещения. Поэтому, как вытекает из формулы (П.40), энергетический выход люминесценции меньше квантового. При других видах возбуждения появляются дополнительные источники потерь энергии. Если люминесценция вызывается действием фотонов или частиц высокой энергии, то возникает большое число электронно-дырочных пар. Очевидно, что электрон в зоне проводимости, обладающий энергией, которая меньше ширины запрещенной полосы Eg, не может передать ее другому электрону. В результате она испускается в виде фононов — квантов колебательного движения решетки, т. е. превращается в тепло. Учет закона сохранения импульса приводит к выводу, что минимальный избыток энергии электрона, который необходим для дальнейшей [c.74]

Полимеры с электрической проводимостью, обусловленной их структурой, обычно относят к полупроводниковым материалам. Для электропроводящих полимеров данного типа характерно то, что повышение температуры вызывает снижение удельного сопротивления полимера часто по экспоненциальному закону. Такое же изменение электрического сопротивления наблюдается у электропроводящих полимеров при действии на них различных излучений. Отметим, что указанные закономерности были открыты на органических соединениях. [c.131]

Действие кондуктометрнческих Т. основано на регистрации изменения уд. электрич. проводимости анализируемого р-ра. Согласно закону Кольрауша, для разб. р-ра наблюдается линейная зависимость между его уд. электрич. проводимостью и концентрацией. Наиб, распространение получили Т. контактные двухэлектродные и бесконтактные высокочастотные с емкостной измерит, ячейкой. Преимуществом последних является отсутствие гальванич. контакта анализируемого р-ра с электрич. цепью измерит, ячейки. Принцип их действия основан на взаимод. ектромагн. поля высокой частоты с анализируемым р-ром в ячейке емкостного или индуктивного типа. Наиб, часто применяют Т. с емкостными измерит, ячейками-стеклянными сосудами, на наружной пов-сти к-рых закреплены два металлич. электрода, подключенных к источнику напряжения высокой частоты (см. Кондуктометрия). [c.597]

Уравнения (3.8) —(3.10), равно как и полученное в подразд. 2.4 для концентраций электронов проводимости и дырок в собственных полупроводниках уравнение (2.56), имеют вид, сходный с законом действующих масс для реакции образования соответствующих дефектов, что позволяет рассматривать установление равновесия в этих процессах аналогично установлению равновесия химических реакций. Такой подход к процессам с участием точечных дефектов в кристаллах называют квазихимическим, поскольку при этом в качестве реагентов рассматривают только отклонения от идеального бездефектного состояния кристаллической рещетки. Также по отнощению к нормальному зарядовому состоянию того или иного элемента (узла или междоузлия) рещетки рассматривают и заряды точечных дефектов. [c.121]

Следует отметить,, что Фуоос и Краус нигде не пищут, что ИХ теория основана на взглядах Саханова, однако это настолько ясно, что даже Гарнед в своей монографии Физическая химия растворов электролитов вынужден был это признать. В примечании он пишет на основании недостаточно точных чисел переноса они (Краус и Брей. — Я. И.) отверглрс соображения Саханова о том, что наличие комплексных ионов и молекул может объяснить отклонение от закона действия масс для простой диссоциации (обозначенной С). 20 лет спустя Краус и Фуосс блестяще применили эти равновесия для интерпретации кривых электропроводности солевых растворов в растворителях с низкой диэлектрической -постоянной . Здесь не все верно. Краус и Брей действительно отвергли теорию Саханова на том основании, что числа переноса (недостаточно точные) в ряде случаев мало изменяются при переходе от области нормальной проводимости в область аномальной проводимости. Однако Саханов в своей монографии Исследования в области электрохимии в 1916 году показал несостоятельность критики Крауса и Брея, которые не учли возможности одновременного образования положительных и отрицательных комплексных ионов и их участия в переносе тока, нивелирующем изменение чисел переноса. [c.54]

Для количественного исследования/реакций обмена основаниями применяются различные методы. Корн-фельд и Ротмунд первыми указали, что обмен основаниями происходит согласно ионным эквивалентам и подчиняется закону действующих масс. Опыты Вигнера который изучал обмен основаниями почвенных составных частей, были таким образом подтверждены. Вигнер, однако, исходил из чисто коллоидно-химического представления о природе явлений обмена, применяя к ним общую теорию адсорбции , тогда как Ганс (см. С. Ц, 89) настаивал на существенном значении закона действующих масс. Раман и Спенгель установили, что обмен основаниями не зависит от концентрации растворенных веществ. Согласно Шульце , пермутиты обладают свойством электролитической проводимости-, диффузия ионов в пермутитах происходит с больщой скоростью. [c.681]

Для определения константы ассоциации в разбавленных раствора Фуос предложил метод [36], сочетающий уравнение проводимости Фуоса — Онзагера и закон действующих масс (см. разд. 4.2.3.4). Из уравнения, описывающего концентрационную зависимость проводимости разбавленных растворов электролита, можно вычислить предельное значение эквивалентной проводимости, размер иона и константу ассоциации. [c.503]

Закон действия масс. При обсуждении температурной зависимости проводимости собственных и примесных полупроводников допускали, что при возбуждении примесей основные носители не участвуют в электропроводности. В действительности же и в примесном полупроводнике в какой-то мере происходит возбуждение собственных носителей тока. Часто это не имеет существенного значения и влиянием собственных носителей тока в примесном полупроюднике (вследствие их малого количества от общего числа носителей тока) [c.32]

В определенных условиях на пассивирующихся металлах наблюдаются периодические колебания потенциала в гальваностатических условиях или колебания тока при Я=соп51. Это объясняется наличием падающей характеристики на поляризационной кривой пассивирующихся металлов, т. е. области с (д1 /дЕ)<С.О, и с закономерным переходом электрода из активного состояния в пассивное и обратно. Существует аналогия между периодическими электродными процессами и явлениями нервной проводимости. Например, активация определенного участка железной проволоки в азотной кислоте приводит к возникновению активационных волн, закон распространения которых вдоль проволоки имеет сходство с законом распространения нервного импульса (модель нервов Оствальда — Лилли). Поэтому периодические процессы при пассивации используются для моделирования механизма действия нервных клеток — нейронов. [c.371]

С кристаллохимической точки зрения электрон в зоне проводимости можно представить как квазисвободный электрон, освободившийся в результате разрыва парноэлектронной связи (рис. 131). Разрыв связи и удаление электрона в межатомное пространство вызывает появление вакантного состояния и возникновение нескомпенсированного положительного заряда — дырки — вблизи соответствующего атома, например кремния. При этом общая электронейтральность кристалла сохраняется. Под действием электрического поля в это вакантное состояние попадает электрон из соседней связи (против направления поля), что эквивалентно перемещению дырки на одну позициию в противоположном направлении (вдоль поля). Суммарный ток в полупроводнике при этом складывается из электронной и дырочной составляющих. В соответствии с законом Ома удельная электрическая проводимость определяется выражением [c.313]

Оба определения вполне эквивалентны, поскольку работу увеличения Поверхностного слоя в тангенциальной плоскости всегда можно формально представить как работу против силы, действующей в этой плоскости. Поэтому для поверхностного слоя действительны уравнения механического равновесия упругой пленки, известные из механики, и ст может быть выражена строго через две компоненты (тангенциальную и нормальную) тензора давления. Следует заметить, что никаких особых сил, отличных от межмолекулярных, в поверхностном слое нет. Ввиду отсутствия особых сил , проводимую иногда аналогию поверхностного слоя с эластичной пленкой нельзя признать удачной, тем более, что при растяжении такой пленки сила возрастает пропорционально деформации (по закону Гука), тогда как для однородной границы жидкость — газ а = onst, независимо от s. Тем не менее, силовая трактовка а, основанная на строгих законах механики, является столь же правомерной, как и энергетическая. [c.57]

Рассмотрим возликповение потенциала действия в однородном участке аксона. Так как на первом этапе деполяризации К-проводимость очень мала, считаем ионный ток суммой /к и тока утечки /у. Ток утечки выражается по закону Ома как разность потенциала гр и потенциала покоя гро, деленная на сопротивление мембраны [c.375]

Современная электронная теория металлов и полупроводников исходит из того, что нрп соединении отдельных атомов в кристаллическую решётку энергетические уровни электронов смещаются под действием электрических полей соседних атомов так, что возможные уровни энергии всей совокупности электронов в атомах, составляющих кристаллическую решётку твёрдого тола, превращаются из дискретных далеко отстояпцгх друг от друга атомных энергетических уровней в целые энергетические ПОЛОСЫ)) с густо расиоложенными в них возможными, т. е. удовлетворяющими квантовым законам, уровнями. В металлах энергетические полосы перекрывают друг друга, и поэтому, несмотря на дискретность отдельных фовней, распределение по энергиям может быть представлено законом распределения Ферми с точностью, достаточной для решения многих вопросов, в том числе и для построения теории термоэлектронной эмиссии металлов. В случае диэлектриков и полупроводников возможные но квантовым законам полосы энергии не перекрываются, а отделены друг от друга запрещёнными зонами, как это схематически показано на рис. 8 для диэлектриков и на рис. 9 для полупроводников. Так же как и в металлах, при низких температурах заняты все нижние энергетические уровни. Выше полностью занятых энергетических полос лежат другие незаполненные, но возможные полосы энергетических уровней. Переход электронов на уровни этих полос может иметь место за счёт энергии теплового движения атомов кристаллической решётки или за счёт поглощения электронами световых квантов, проникающих внутрь кристалла. Так как в нижних полосах все уровни заняты, то электроны, энергетическое состояние которых соответствует етим полосам, не могут переходить в другое энергетическое состояние, лежащее в пределах той же полосы, а поэтому не могут свободно передвигаться в пространстве под действием внешнего электрического поля. Для осуществления электропроводности электронного характера необходимо наличие электронов в верхней, незаполненной полосе энергетических уровней, называемой полосой проводимости. [c.45]

Так же как и в других случаях, при облучении полимерных веществ происходит образование ионов и свободных электронов. Образование этх частиц приводит к изменению электрических свойств полимеров, что проявляется в возникновении или увеличении их электропроводности. Так было установлено увеличение электропрозодности полистирола и некоторых других полимеров под действием рентгеновского излучения [108]. Электропроводность полимеров в течение облучения возрастает до Некоторого стационарного значения, величина которого зависит от интенсивности излучения. После прекращения облучения электропроводность падает до первоначальной величины. Увеличение электропроводности может быть весьма значительным. Например, электропроводность стирола возрастает в 2000 раз при интенсивности излучения 100 р/мин. При исследовании электропроводности полиэтилена под действием уизлучения было найдено [109], что зависимость проводимости (а) от интенсивности излучения (/) меняется по закону сг РА. Для показателя степени при / был также найден ряд других значений например, 0,85 —для полиэтилена, 1—для пластифицированного и 0,55 — для непластифицированного полиметакрилата [110], 0,71 и 1—для политетрафторэтилена [111]. [c.268]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология