Электрическая проводимость электронно-ионная

Различают две основные группы проводников электрического тока проводники первого рода, электрическая проводимость которых обусловлена электронами, и проводники второго рода, обладающие ионной проводимостью. В особую группу входят полупроводники, прохождение тока через которые обеспечивают, с одной стороны, возбужденные электроны, а с другой — так называемые дырки — вакантные места на энергетических уровнях, которые покинуты возбужденными электронами. Главную роль в электрохимии играют ионные проводники — растворы и расплавы электролитов, некоторые вещества в твердом состоянии, ионизированные газы. При протекании постоянного электрического тока через электрохимические системы на электродах возникают электрохимические реакции, которые подчиняются двум законам Фарадея [c.455]

Из схемы, приведенной на рис. 2, следует, что истинная электрохимическая система представляет собой цепь из последовательно включенных проводников первого и второго рода. С этой точки зрения электрический разряд в газах не может быть назван чисто электрохимическим процессом, так как газы в таких условиях обладают смешанной электронно-ионной проводимостью, и многие фундаментальные законы электрохимии к ним неприменимы. [c.14]

Различают две основные формы проводимости электронную и ионную. Электронной проводимостью обладают, например, металлы в твердом и расплавленном состоянии. Электрический ток ио этим проводникам передается потоком электронов аналогично потоку газов в трубе в паправлении от катода цепи к аноду. [c.120]

Электрическая проводимость. Электрическая проводимость — свойство веществ проводить электрический ток. Она обусловлена наличием в веществе подвижных электрических зарядов (свободных электронов или ионов), которые после наложения электрического поля перемещаются, создавая электрический ток. За единицу электрической проводимости принят Сименс (См.). Так как электрическая проводимость реактивных топлив [c.85]

Электрическая проводимость газов, возникающая за счет ионов газа и электронов. [c.216]

Прежде всего было установлено, что во время низкотемпературного радиолиза органических веществ (независимо от их молекулярной массы) в них, так же как и в неорганических веществах, происходит стабилизация положительных и отрицательных зарядов (ионов, дырок и электронов). Об этом свидетельствует изменение краски облученных образцов, их термолюминесценция при разогреве, фотолюминесценция при низких температурах, уменьшение окраски и РТЛ под действием света, изменение электрической проводимости, а также результаты анализа спектров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) облученных полимеров и низкомолекулярных органических веществ [9.7]. [c.236]

Эффективная электрическая проводимость пленок полиэтилена и полипропилена при увеличении их толщины к от 10 до 100 мкм возрастает примерно на порядок, что хорошо согласуется с концепцией ионной неомической электрической проводимости. Электронно-дырочная проводимость, напротив, либо не зависит от Н (теории Шоттки, Френкеля, Фаулера — Норд-гейма), либо уменьшается по закону согласно теории токов, ограниченных пространственным зарядом [4, с. 15]. [c.45]

Ионные решетки характерны для большинства неорганических соединений (соли, оксиды и другие классы соединений). Многие минералы также имеют ионное строение. Так, кристаллы, имеющие ионную решетку, как правило, хорошо растворимы в воде, а растворы их обладают высокой электрической проводимостью. В твердом виде ионные кристаллы не проводят электрический ток, так как в них электроны прочно удерживаются в атомных орбиталях отдельных ионов. В расплавленном состоянии кристаллические вещества проводят электрический ток, причем проводимость осуществляется замечет переноса ионов. Электрическая проводимость расплавов является характерным свойством любых ионных структур. [c.32]

Электрическая проводимость металлов обусловлена наличием в их кристаллических решетках свободных электронов, движение которых при наложении электрического поля даже небольшого напряжения получает направленность. С повышением температуры электрическая проводимость металлов уменьшается, так как при этом колебательные движения ионов в узлах кристаллической решетки металлов усиливаются, что препятствует направленному движению электронов. Наоборот, с понижением температуры электрическая проводимость увеличивается, и в области, близкой к абсолютному нулю, у многих металлов наблюдается сверхпроводимость. Значения электрической проводимости у различных металлов сильно расходятся. Их сравнение, однако, затруднено, так как при одинаковой температуре амплитуда колебаний атомов, от которой зависит электрическая проводимость, у разных металлов различна. [c.115]

Различают проводники первого и второго рода. В проводниках первого рода перенос заряда осуществляется либо при помощи электронов, либо при помощи электронов и дырок. В проводниках второго рода электрическая проводимость обусловливается положительными и отрицательными иона-м и. Металлы и полупроводники являются проводниками первого рода, а водные растворы солей, кислот, щелочей, солевые расплавы, кристаллы солей — проводники второго рода. В солевых расплавах и кристаллах солей существенную роль играет также электронная проводимость. [c.361]

Щелочные металлы растворимы в жидком аммиаке. Эти растворы, окрашенные в синий или голубой цвет, отличаются необычными свойствами. Они проявляют высокую электрическую проводимость, а при больших концентрациях металла приобретают медно-красный оттенок и металлический блеск. По-видимому, атомы металлов в таких растворах полностью диссоциированы, причем электроны сольватированы, т. е. связаны с молекулами аммиака. С увеличением концентрации металла уменьшается парамагнетизм раствора из этого делают вывод, что сольватированные электроны способны образовывать соединения с диамагнитными свойствами. Не исключено также и образование отрицательных ионов металла, которые получаются за счет присоединения двух электронов к катиону металла. Возможно, их устойчивость увеличивается в результате сольватации. [c.152]

Электролитическая проводимость жидкостей, вызванная подвижностью ионов носителями заряда являются катионы и анионы. При увеличении температуры проводимость электрических проводников улучшается, поскольку при более высоких температурах ионы движутся с большей скоростью за счет понижения вязкости и уменьшения сольватации ионов. Вещества, характеризующиеся электролитической проводимостью, называются проводниками Ирода. К проводникам П рода относятся растворы электролитов (кислоты, соли, основания). При наложении внешнего электрического поля анионы движутся к положительно заряженному электроду — аноду, катионы — к отрицательно заряженному электроду — катоду. Поскольку скорости движения ионов в растворе значительно меньше, чем скорости движения электронов в металлах, электрическая проводимость металлов, например меди и серебра, примерно в миллион раз больше, чем для растворов электролитов. [c.216]

В растворах электролитов перенос электричества осуществляется за счет перемещения ионов. Анионы в электрическом ноле движутся к положительно заряженному электроду — аноду, катионы— к отрицательному электроду — катоду. Скорость движения ионов в растворах но сравнению со скоростями движения электронов в металлах мала, поэтому электрическая проводимость, например, меди и серебра примерно в 1 000 000 раз больше проводимости растворов. [c.120]

Исследования электрической проводимости растворов, а также изучение спектров ЭПР показало, что в системах типа ионы — растворитель наряду со свободными ионами существуют и ионные пары , которые движутся как одно целое и не дают вклада в проводимость. Представление о ионных парах в 1924 г. были выдвинуты В. К. Семеновым и в 1926 г. Бренстедом. Одно из первых наблюдений, подтвердивших теорию ионных пар, было сделано Крауссом, обнаружившим, что хлорид натрия в жидком аммиаке сравнительно слабо проводит ток. Бьеррум указал, что, увеличивая расстояние между ионами, можно определить некоторое критическое его значение, такое, что ионы, удаленные на расстояние, большее критического, почти свободны, а ионы, находящиеся друг от друга на меньшем расстоянии, связаны. В настоящее время ионные пары рассматривают как частицы, обладающие совокупностью индивидуальных физико-химических свойств, находящиеся в термодинамическом равновесии со свободными ионами. Энергия связи в ионных парах в основном электростатическая, хотя дипольные и дисперсионные силы также вносят некоторый вклад в энергию взаимодействия. Несомненно и то, что свободные ионы в общем случае нарушают структуру растворителя, в результате чего достигается дополнительная стабилизация ионных пар. Если исходные молекулы растворяемого вещества содержат ковалентные связи А В, то образование ионной пары А+, В- может стимулироваться действием растворителя стабилизация пары достигается за счет энергии ее сольватации. Важную роль при этом играет способность молекул растворителя проявлять донорно-акцепторные свойства. Так, перенос электронного заряда на А, естественно, облегчает перенос а-электрона от А к В, что создает условия для гетеролитического разрыва связи А В и способствует возникновению ионной пары. Этот вопрос в более широком плане обсуждается в концепции, развитой В. Гутманом. [c.259]

Различают две основные группы проводников электрического тока проводники первого рода, электрическая проводимость которых обусловлена электронами, и проводники второго рода, обладающие ионной проводимостью. Главную роль в электрохимии играют проводники второго рода — растворы и расплавы электролитов. В растворах электролитов сольватированные ионы находятся в беспорядочном движении. При наложении электрического поля возникает упорядоченное движение ионов к противоположно заряжен- [c.139]

Радиоактивный распад с испусканием р- и а-частиц приводит к изменению заряда ядра, т. е. к превращению исходного ядра в ядро другого элемента. В случае Р -распада атомный номер увеличивается на единицу, при р+-распаде уменьшается на единицу. В обоих случаях массовое число не изменяется. В результате а-распада атомный номер уменьшается на два, а массовое число—на четыре. Часто а- и р-распад ядер сопровождается электромагнитным излучением очень высокой энергии, которое называют у-излучением. Наличие 7-излучения свидетельствует, что первоначально в результате радиоактивного распада образуется ядро в возбужденном состоянии, которое переходит в основное состояние с испусканием у-квантов. а-, р- и у-излучения обладают высокой энергией, измеряемой сотнями тысяч и даже миллионами электрон-вольт. Для сравнения можно сказать, что энергия разрыва одной химической связи измеряется несколькими электрон-вольтами энергия, необходимая для удаления одного электрона из окружающей атом электронной оболочки, измеряется несколькими электрон-вольтами или небольшим числом десятков электрон-вольт. Поэтому каждая а- или р-частица или у-квант могут на своем пути произвести вполне ощутимые действия. Так, в газе, ударяясь о встречные атомы или молекулы, они способны выбивать из них электроны и превращать их в ионы. Поэтому электрическая проводимость газа становится на какой-то очень короткий промежуток времени больше, и если частица пролетела между электродами, то удается зарегистрировать прохождение тока ( вспышку проводимости). Если число распадающихся атомных ядер не превышает нескольких тысяч в секунду, то каждая вспышка может быть зарегистрирована отдельно (проводимость, возникшая в результате пролета одной частицы успеет упасть до малых значений перед пролетом следующей частицы) и тем самым можно сосчитать число актов радиоактивного распада. Это можно сделать и другим способом, поместив радиоактивное вещество в специальный раствор, содержащий какой-либо сцинтиллятор — вещество, молекулы которого под действием р-частиц начинают испускать свет. Естественно, что каждая р-частица может вызвать свечение не очень большого числа молекул сцинтиллятора, однако современные высокочувствительные фотоумножители позволяют регистрировать такие слабые вспышки, и по числу вспышек света можно определить число распавшихся радиоактивных атомов. [c.27]

Если приложить постоянное электрическое поле к раствору электролита, то положительно заряженные ионы — катионы — начинают перемещаться в направлении отрицательно заряженного катода, а отрицательно заряженные ионы — анионы —в сторону положительно заряженного анода. Возникает перенос ионов — электрофорез. Одновременно возникает направленный перенос электрического заряда, т. е. электрический ток. Поэтому растворы электролитов являются проводниками электрического тока. В отличие от металлов, у которых проводимость обусловлена перемещением электронов, в растворах электролитов переносчиками электрического заряда являются ионы. [c.326]

Графит по сравнению с алмазом более химически активен он относительно легко окисляется и образует ряд своеобразных соединений. Атомы щелочных металлов, галогены, анионы серной кислоты и другие способны внедряться между плоскостями решетки Графита, давая ионные соединения неопределенного состава. Число электронов в зоне проводимости при этом может измениться некоторые вещества обогащают ее электронами и повышают проводимость (например, щелочные металлы) графита, другие, наоборот, снижают число электронов, и проводимость уменьшается. При образовании прочных ковалентных соединений между внедрившимися атомами и атомами углерода, лежащими в разных слоях, электрическая проводимость резко падает и параллельность слоев, по-видимому, нарушается. Такие соединения образует графит с кислородом (между слоями возникают мостики —С—О—С—) и фтором (вероятно, мостики имеют строение —С—Р—Р—С—). Нельзя не обратить внимание на сходство строения плоских систем атомов углерода в графите со строением бензола и углеводородов, содержащих конденсированные циклы. Огромный материал, накопленный в органической химии, свидетельствует об исключительной роли таких циклов в химии углерода и в биохимии. [c.163]

При нагреве разреженных газообразных систем до очень высоких температур, как правило, превышающих десятки тысяч градусов, происходит ионизация молекул и газ переходит в специфическое состояние с электронно-ионной проводимостью, называемое плазменным состоянием. Ионы, появившиеся в низкотемпературной плазме в результате отщепления электронов, способны к дальнейшим химическим реакциям, поэтому в плазмах можно обнаружить такие экзотические с точки зрения химии частицы, как ионы СН5, Нз, Не2, Ыег и т. п. Кинетическая и потенциальная энергия частиц в плазменном состоянии превышает аналогичные параметры газообразных молекул, но наиболее существенные различия между плазмой и газами возникают при наложении электрического и магнитного полей большой напряженности. При этом движение частиц в плазме становится направленным, и придавая ему винтообразную форму, можно до известной степени управлять плазмой. [c.72]

Под действием электрического поля в техническом диэлектрике протекают слабые по величине токи сквозной проводимости, или токи утечки. Носителями зарядов сквозной проводимости являются часто ионы, редко — электроны. Ионы возникают при распаде молекул самого диэлектрика под действием электрического поля, вследствие старения диэлектрика и других причин. Но наиболее часто ионы образуются при распаде молекул полярных примесей, которые всегда имеются как в природных, так и в синтетических полимерах. Поэтому полимеры, предназначенные для использования в качестве диэлектриков, подвергаются тщательной очистке от следов катализаторов, эмульгаторов, растворителей и т. п. Особенно сильно ухудшают диэлектрические свойства полярные соединения с малым размером молекул (вода, спирты, сложные эфиры, ацетон, низкомолекулярные конденсационные полимеры — димеры, тримеры и т. д.). К существенным недостаткам органических диэлектриков относится их относительно низкая теплостойкость. [c.340]

Одно из наиболее характерных свойств металлов — высокая электрическая проводимость, обусловленная направленным переносом их электронов в электрическом поле. С другом стороны, имеется большая группа твердых веществ с молекулярной, ионной или ковалентной решеткой, которые образуют класс диэлектриков. Их электрическая проводимость на 20—30 порядков ниже электрической проводимости металлов. [c.72]

Электрическая проводимость металлов сильно зависит от температуры. С повышением температуры колебательные движения ионов в узлах решетки усиливаются, а это, в свою очередь, очень препятствует направленному движению электронов. С понижением температуры тепловые колебания ионов в узлах [c.233]

Если у атомов примеси число электронов на внешнем уровне больше, чем у атома матрицы, то состояние примесного атома в кристалле устойчиво в том случае, если он обратится в положительный ион, отдав лишний электрон в состояние электронов проводимости — донор. случае электрическая проводимость за счет электро-доминировать над дырочной проводимостью [c.432]

Электролиты — это вещества, диссоциирующие в растворах на ионы. Последние под влиянием приложенного электрического поля движутся направленно и являются переносчиками зарядов. Электрическая проводимость растворов электролитов значительно вьине таковой чистого растворителя. Следовательно, электролиты — ионные проводники, в отличие от электронных проводников — металлов. Электролиты можно разделить на сильные и слабые. Первые— это те, у которых межчастичные связи преимущественно электростатические (кристаллы солей), а вторые — это вещества с преимущественно ковалентными связями (органические и некоторые минеральные кислоты и основания). Степень диссоциации электролита в растворе зависит от его природы, концентрации и от природы растворителя. Вещества, которые в растворителях с большой диэлектрической проницаемостью диссоциированы нацело или почти нацело, в растворителях с малой диэлектрической проницаемостью почти не диссоциируют. [c.182]

Чап1е всего одной из контактирующих фаз является металл, другой — раствор электролита. Механизм электрической проводимости в этих фазах неодинаков. Металл — проводник первого рода, носителями электричества в нем служат электроны. Электрическая проводимость раствора электролита обеспечивается движением ионов.. Это проводник второго рода. [c.227]

Высокая электрическая проводимость металлов обусловлена присутствием в кристаллах свободных электронов, которые направленно перемещаются при наложении электрического поля. При нагревании в кристалле колебательные движения ионов усиливаются, что затрудняет передвижение электронов и ведет к снижению электрической проводимости. Но при охлаждении электрическая проводимость растет и вблизи абсолютного нуля переходит в сверхпроводимость. [c.259]

Карбанионы — отрицательно заряженные органические ионы, содержащие углерод с неподеленной парой электронов. Карбанион может иметь плоскую структуру (трифенилметилкарбанион) или форму трехгранной пирамиды. Карбанионы обнаруживают в растворе по спектрам и по электрической проводимости раствора. Они образуются из металл-органических соединений и при воздействии на молекулу сильных оснований. В растворе карбанионы могут находиться в виде отдельных сольватированных ионов и в виде тесных или неразделенных (катион и анион находятся рядом) и рыхлых или разделенных (между катионом и анионом находится одна или несколько молекул растворителя) ионных пар [c.143]

Высокие электрическая проводимость и теплопроводность наблюдаются у одних и тех же металлов потому, что переносчиками теплоты от нагретых слоев кристалла к холодным являются электроны, которые, сталкиваясь с колеблющимися ионами, обмениваются с ними энергией. С повышением температуры колебания ионов при посредстве электронов передаются другим ионам и температура всего металла быстро выравнивается. [c.259]

С повышением температуры усиливаются колебания атомов (ионов), что затрудняет направленное движение электронов и тем самым приводит к уменьшению электрической проводимости. При низких же температурах колебательное движение, наоборот, сильно уменьшается и электрическая проводимость резко возрастает. Наибольшей электрической проводимостью обладают серебро и медь. За ними следуют золото, алюминий, железо. Наряду с медными изготовляются и алюминиевые электрические провода. [c.224]

Диэлектрики в противоположность металлам характеризуются жесткой локализацией валентных электронов около определенных атомов, находящихся в ковалентной связи с соседними атомами. В типично ионных решетках электроны тоже прочно удерживаются около каждого иона. По этой причине диэлектрики имеют очень малую удельную электрическую проводимость (от 10 до См-м- ) и обладают изолирующими свойствами. [c.288]

Помимо этого вида релаксационной поляризации акад. А. Ф. Иоффе была установлена объемно-зарядовая поляризация (рис. 23, г), тесно связанная с электрической проводимостью. Впоследствии этим термином стали называть ряд явлений, сходство между которыми состоит в том, что поляризация в диэлектриках происходит за счет образования объемных зарядов. Сущность объемно-зарядовой поляризации заключается в том, что при движении свободных носителей заряда через диэлектрик они могут не дойти до заряженных поверхностей, к которым движутся, или подойти к ним, но не разрядиться. Тогда в диэлектрике остаются объемные заряды положительные у отрицательной поверхности и отрицательные у положительной. Эти заряды смещены не на микрорасстояния, как при обычной поляризации, а на макрорасстояния. Причина указанных явлений еще полностью не ясна. Считается, что продвижению свободных зарядов могут мешать дефекты кристаллических решеток, которые способны в некоторых случаях захватывать электроны или ионы. Иногда ионы, дошедшие до электродов, не успевают полностью разрядиться за то время, в течение которого подходят новые ионы. [c.131]

Повышенная электрическая проводимость органических полупроводников объясняется высокой подвижностью я-электро-нов сопряженных двойных связей. Это обусловливает эстафетную электронно-дырочную проводимость при состоянии, когда электроны находятся в них на более высоких энергетических уровнях. В результате взаимодействия с поверхностью, ограничивающей объем, электрон мол<ет оторваться от молекулы л попасть на поверхность. При этом в молекуле возникает вакансия— дырка. Эффективная масса электронов и дырок много меньше массы молекулы, так что у соседней молекулы, которая не успевает заметно сместиться, один из электронов. может перескочить в образовавшуюся дырку. Одновременно мигрируют как положительные, так и отрицательные заряды. Электрическая проводимость по эстафетному механизму возникает за счет электронных донорно-акцеиторных взаимодействий между молекулами и на границе масляной фазы с поверхностью металла. В отличие от ионной или форетической проводимости при эстафетной электрической проводимости не происходит переноса вещества, а значит, последняя не долл<на зависеть от вязкости среды. [c.61]

В твердом состоянии металл состоит из положительно заряженных ионов, омываемых газом из свободных коллективизированных электронов. Связь в металле осуществляется электрическими силами. Межцу ионами и коллективизированными электронами проводимости возникают электростатические силы притяжения, которые стягивают ионы. Такая связь назьгеает-ся металлической. [c.24]

Электрическая проводимость веществ характеризует процесс перемещения электрических зарядов в результате действия внешнего электрического поля. Она может быть ионной, электронной и молионной (электрофоретической) и связана с токами, протекающими в образце вещества. Спадание тока в полимерах со временем [c.199]

Так как электрохимическая коррозия протекает через несколько взаимосвязанных стадий, то скорость ее зависит от скорости самой медленной стадии, называемой лимитирующей (контролирующей) стадией процесса. Все остальные стадии вынуждены иметь скорость, равную скорости лимитирующей стадии процесса. Поскольку коррозионные элементы являются короткозамкнутыми микроэлементами, движение электронов в металле не может быть лимитирующей стадией процесса. Движение ионов в растворе обычно также не лимитирует процесс коррозии ввиду очень малого расстояния между микроэлементами (исключение составляют растворы с очень малой электрической проводимостью). Следовательно, лимитирующими стадиями могут быть или реакции анодного окисления металла (анодный контроль), или реакции катодного восстановления окислителя (катодный контроль), или те и другяе одновременно (смешанный контроль). [c.231]

По классификации, введенной Фарадеем, различают два типа проводников — ир0в0(3ны/сы первого и второго рода. Электрическую проводимость в проводниках 1-го рода (металлы, полупроводники) обеспечивают электроны, а в проводниках 2-го рода (растворы электролитов, расплавы, твердые электролиты, ионизированные газы)—ионы. Если электрическая цепь включает, по крайней мере, один проводник 2-го рода, то прохождение постоянного электрического тока — I = ад/сИ ( —время) — по этой цепи сопровождается электрохимическими реакциями на обоих проводниках 1-го рода, находящихся в контакте с проводником 2-го рода. Анодом будем называть проводник 1-го рода, на котором протекает электрохимическая реакция окисления, а сам проводник несет избыточный положительный заряд по отношению ко второму проводнику 1-го рода. Последний будем называть катодом-, на нем протекает электрохимическая реакция восстановления. [c.444]

Электрическая проводимость металлов сильно зависит от температуры. С повышением температуры колебательные движения ионов в узлах решетки. усиливаются, а это, в свою очередь, очень препятствует направленному движению электронов. С понижением температуры лепловые колебания ионов в узлах сильно уменьшаются и электрическая проводимость увеличивается. При температурах, близких к абсолютному нулю, у большшютва металлов проявляется сверхпроводимость. [c.258]

В твердом состоянии соли, как правило, не проводят электрического тока, но повышение температуры делает их хорошими проводниками еще задолго до того, как они начинают плавиться. Такие твердые электролиты проявляют интересные особенности, обычно не характерные для других типов электролитов. Эти осо-беннести проявляются в том, что здесь электрический ток может переноситься ионами одного заряда (униполярная проводимость), одновременно ионами и электронами (смешанная проводимость), только электронами (электронная проводимость). [c.315]

Экспериментальное изучение металлических решеток показывает, что металлы имеют простую плотную структуру и что каждая частица окружена шестью или восемью частицами (в случае натрия восемь частиц). Эти результаты исключают возможность ионной связи, поскольку присутствует только один химический элемент, а также возможность ковалентной связи, поскольку натрий, который имеет только один внешний электрон, может образовать только одну кова-лептную связь, хотя и связан с восемью одинаковыми частицами. Физические свойства (высокая точка кипения, большая электрическая проводимость) исключают возможность связи в решетке за счет вандерваальсовых сил. [c.115]

Характерные свойства металлов являются следст- вием их строения. Электроны, заполняющие межатомное пространство, отражают световые лучи. Это вызы-i вает непрозрачность и блеск металла. Электроны в процессе своего перемещения внутри кристаллической решетки металла переносят тепловую энергию от нагретых слоев к холодным. Хаотически движущиеся электроны в металле под воздействием приложенного электрического напряжения приобретают направленное движение, т. е. они проводят электрический ток. При повышении температуры металла возрастают амплитуды колебаний находящихся в узлах пространственной решетки атомов и ионов. Это затрудняет перемещение электронов, и электрическая проводимость металла падает. [c.390]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология