Какой проводимостью обладают металлы чем это объясняется


Вольтамперная характеристика вакуумного диода.(график) — Студопедия

Электрический ток в различных средах

Какой проводимостью обладают металлы? Чем это объясняется?

Металлы обладают хорошей электрической проводимостью, объясняется присутствием в них свободных электронов, которые под влиянием даже не большой разности потенциалов приобретают направленное движение от отрицательного полюса к положительному.

Зависимость сопротивления металлических проводников от температуры.

С увеличение температуру сопротивление металлического проводника увеличивается. R=R0* (1 + α*∆T) , где R0-сопротивление при 0 0С. α-температурный коэффициент сопротивления α>0. ∆Т-t.

Сверхпроводимость.

свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими критической температуры.

Свойство сверхпроводника.

1)Сопротивление =0,значит не выделяется теплота;2)Магнитное поле не проникает в проводник, сверхпроводник отталкивается от любого полюса магнита.

Что такое вакуум?

это такая степень разрежения газа, при которой соударений молекул практически нет.

Когда наступает вакуум?

Когда длина свободного пробела частиц в сосуде больше размеров в сосуде.

Понятие термоэлектронной эмиссии.

это испускание электронов твердыми или жидкими телами при их нагревании до температур, соответствующих видимому свечению раскаленного металла.

Понятие фотоэлектронной эмиссии.

это испускание электронов твердыми или жидкими телами под действие света.


Понятие автоэлектронной эмиссии.

это испускание электронов твердыми или жидкими телами под действием электрического поля.

Определение вакуумного диода.

это двухэлектродная ( А- анод и К - катод ) электронная лампа.

Какой проводимостью обладает вакуумный диод.

Односторонний проводимостью, потому что там используется р-н переход.

Для чего вакуумный диод используется?

Вакуумный диод используется для выпрямления переменного тока.

Вольтамперная характеристика вакуумного диода.(график)

При малых напряжениях на аноде не все электроны, испускаемые катодом, достигают анода, и ток небольшой. При больших напряжениях ток достигает насыщения, т.е. максимального значения.(график ещё нужен)


кристалл | Определение, типы, структура и факты

Классификация

Определение твердого тела кажется очевидным; твердое тело обычно считается твердым и твердым. Однако при рассмотрении определение становится менее однозначным. К примеру, кубик масла становится твердым после хранения в холодильнике и явно твердый. После того, как он оставался на кухонном столе в течение дня, тот же кубик становится довольно мягким, и неясно, следует ли считать масло твердым.Многие кристаллы ведут себя как масло в том смысле, что они твердые при низких температурах, но мягкие при более высоких. Их называют твердыми веществами при всех температурах ниже их точки плавления. Возможное определение твердого тела - это объект, который сохраняет свою форму, если его не трогать. Актуальный вопрос заключается в том, как долго объект сохраняет свою форму. Высоковязкая жидкость сохраняет форму час, но не год. Твердое тело должно дольше сохранять форму.

Основные единицы твердых тел

Основные единицы твердых тел - это атомы или атомы, которые объединились в молекулы.Электроны атома движутся по орбитам, которые образуют оболочку вокруг ядра. Оболочки заполняются в систематическом порядке, при этом каждая оболочка вмещает только небольшое количество электронов. У разных атомов разное количество электронов, которые распределены в характерной электронной структуре заполненных и частично заполненных оболочек. Расположение электронов в атоме определяет его химические свойства. Свойства твердых тел обычно можно предсказать на основе свойств составляющих их атомов и молекул, и поэтому различные структуры оболочки атомов ответственны за разнообразие твердых тел.

Например, все заполненные оболочки атома аргона (Ar) заполнены, в результате чего атом имеет сферическую форму. В твердом аргоне атомы расположены в соответствии с плотнейшей упаковкой этих сфер. Атом железа (Fe), напротив, имеет одну электронную оболочку, которая заполнена лишь частично, что придает атому чистый магнитный момент. Таким образом, кристаллическое железо - это магнит. Ковалентная связь между двумя атомами углерода (C) - самая прочная связь в природе. Эта прочная связь делает алмаз самым твердым.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Твердое тело является кристаллическим, если оно имеет дальний порядок. Как только положение атома и его соседей известно в одной точке, положение каждого атома известно точно во всем кристалле. В большинстве жидкостей отсутствует дальний порядок, хотя во многих есть ближний порядок. Ближний радиус действия определяется как первые или вторые ближайшие соседи атома. Во многих жидкостях атомы первых соседей расположены в той же структуре, что и в соответствующей твердой фазе.Однако на расстояниях, которые находятся на расстоянии многих атомов, положения атомов становятся некоррелированными. Эти жидкости, такие как вода, имеют ближний порядок, но не имеют дальнего порядка. Некоторые жидкости могут иметь ближний порядок в одном направлении и дальний порядок в другом; эти особые вещества называются жидкими кристаллами. Твердые кристаллы имеют как ближний, так и дальний порядок.

Твердые тела, которые имеют ближний порядок, но не имеют дальнего порядка, называются аморфными. Практически любой материал можно сделать аморфным путем быстрого затвердевания из расплава (расплавленное состояние).Это состояние нестабильно, и твердое вещество со временем кристаллизуется. Если шкала времени для кристаллизации составляет годы, то аморфное состояние кажется стабильным. Стекла - это пример аморфного твердого тела. В кристаллическом кремнии (Si) каждый атом тетраэдрически связан с четырьмя соседями. В аморфном кремнии (a-Si) такой же ближний порядок существует, но направления связей меняются на расстояниях дальше от любого атома. Аморфный кремний - это разновидность стекла. Квазикристаллы - это еще один тип твердых тел, в которых отсутствует дальний порядок.

Большинство твердых материалов, встречающихся в природе, существуют в поликристаллической форме, а не в виде монокристалла. На самом деле они состоят из миллионов зерен (мелких кристаллов), упакованных вместе, чтобы заполнить все пространство. Каждое отдельное зерно имеет другую ориентацию, чем его соседи. Хотя дальний порядок существует внутри одного зерна, на границе между зернами он меняет направление. Типичный кусок железа или меди (Cu) поликристаллический. Монокристаллы металлов мягкие и податливые, а поликристаллические металлы тверже и прочнее и более полезны в промышленности.Большинство поликристаллических материалов можно превратить в крупные монокристаллы после длительной термической обработки. Раньше кузнецы нагревали кусок металла, чтобы сделать его пластичным: тепло заставляет несколько крупинок увеличиваться в размерах за счет включения более мелких. Кузнецы сгибали размягченный металл, придавая ему форму, а затем некоторое время толкали его; удары снова сделают его поликристаллическим, увеличивая его прочность.

Категории кристаллов

Кристаллы классифицируются по общим категориям, таким как изоляторы, металлы, полупроводники и молекулярные твердые тела.Монокристалл изолятора обычно прозрачный и напоминает кусок стекла. Металлы блестят, если они не заржавели. Полупроводники иногда блестят, а иногда прозрачны, но никогда не ржавеют. Многие кристаллы можно отнести к одному типу твердых тел, тогда как другие имеют промежуточное поведение. Сульфид кадмия (CdS) может быть получен в чистом виде и является отличным изолятором; когда в сульфид кадмия добавляются примеси, он становится интересным полупроводником. Висмут (Bi) кажется металлом, но количество электронов, доступных для электропроводности, такое же, как и в полупроводниках.На самом деле висмут называют полуметаллом. Молекулярные твердые вещества обычно представляют собой кристаллы, образованные из молекул или полимеров. Они могут быть изолирующими, полупроводниковыми или металлическими, в зависимости от типа молекул в кристалле. Постоянно синтезируются новые молекулы, и многие из них превращаются в кристаллы. Количество разных кристаллов огромно.

.

Почему металлы так хорошо проводят тепло и электричество?

Структура металлов

Структуры чистых металлов описать просто, поскольку атомы, образующие эти металлы, можно рассматривать как идентичные совершенные сферы. Более конкретно, металлическая структура состоит из «выровненных положительных ионов» (катионов) в «море» делокализованных электронов. Это означает, что электроны могут свободно перемещаться по структуре и обуславливают такие свойства, как проводимость.

Какие бывают виды облигаций?

Ковалентные облигации

Ковалентная связь - это связь, которая образуется, когда два атома разделяют электроны. Примерами соединений с ковалентными связями являются вода, сахар и диоксид углерода.

Ионные связи

Ионная связь - это полный перенос валентных электронов между металлом и неметаллом. В результате возникают два противоположно заряженных иона, которые притягиваются друг к другу.В ионных связях металл теряет электроны, чтобы стать положительно заряженным катионом, тогда как неметалл принимает эти электроны, чтобы стать отрицательно заряженным анионом. Примером ионной связи может быть соль (NaCl).

Металлические облигации

Металлическая связь - это результат электростатической силы притяжения, которая возникает между электронами проводимости (в форме электронного облака делокализованных электронов) и положительно заряженными ионами металлов.Это можно описать как распределение свободных электронов между решеткой положительно заряженных ионов (катионов). Металлическое соединение определяет многие физические свойства металлов, такие как прочность, пластичность, термическое и электрическое сопротивление и проводимость, непрозрачность и блеск.

Делокализованные движущиеся электроны в металлах -

Это свободное движение электронов в металлах, которое придает им проводимость.

Электропроводность

Металлы содержат свободно движущиеся делокализованные электроны.Когда прикладывается электрическое напряжение, электрическое поле внутри металла вызывает движение электронов, заставляя их перемещаться от одного конца проводника к другому. Электроны будут двигаться в положительную сторону.

Электроны текут к положительному выводу

Теплопроводность

Металл хорошо проводит тепло.Проводимость возникает, когда вещество нагревается, частицы получают больше энергии и больше вибрируют. Затем эти молекулы сталкиваются с соседними частицами и передают им часть своей энергии. Затем это продолжается и передает энергию от горячего конца к более холодному концу вещества.

Почему металлы так хорошо проводят тепло?

Электроны в металле - это делокализованные электроны и свободно движущиеся электроны, поэтому, когда они набирают энергию (тепло), они вибрируют быстрее и могут перемещаться, это означает, что они могут быстрее передавать энергию.

Какие металлы проводят лучше всего?

Вверху: Электронные оболочки Золото (au), Серебро (Ag), Медь (Cu) и Цинк (Zn). По логике можно было бы подумать, что Золото - лучший проводник, имеющий единственный s-орбитальный электрон в последней оболочке (диаграмма выше)... так почему серебро и медь на самом деле лучше (см. таблицу ниже).

Электропроводность металлов

> С / м

Серебро 6,30 × 10 7
Медь 5,96 × 10 7
Золото 4.10 × 10 7
Алюминий 3,50 × 10 7
цинк 1,69 × 10 7

Серебро имеет больший атомный радиус (160 мкм), чем золото (135 мкм), несмотря на то, что в золоте больше электронов, чем в серебре! Причину этого см. В комментарии ниже.

Примечание: Серебро является лучшим проводником, чем золото, но золото более желательно, потому что оно не подвержено коррозии.(Медь является наиболее распространенной, потому что она наиболее экономична) Ответ немного сложен, и мы размещаем здесь один из лучших ответов, которые мы видели для тех, кто знаком с материалом.

"Серебро находится в середине переходных металлов примерно на 1/2 пути между благородными газами и щелочными металлами. В столбце 11 периодической таблицы все эти элементы (медь, серебро и золото) имеют единичный s -орбитальный электрон электрон внешней оболочки (платина также, в столбце 10).


Орбитальная структура электронов этих элементов не имеет особого сродства приобретать или терять электрон по отношению к более тяжелым или легким благородным газам, потому что они находятся на полпути между ними. В общем, это означает, что не требуется много энергии, чтобы временно сбить электрон или добавить его. Удельное сродство к электрону и потенциалы ионизации варьируются, и в отношении проводимости наличие относительно низких энергий для этих двух критериев в некоторой степени важно.

Если бы это были единственные критерии, золото было бы лучшим проводником, чем серебро, но у золота есть дополнительные 14 f-орбитальных электронов под 10 d-орбитальными электронами и единственным s-орбитальным электроном. 14 f-электронов связаны с дополнительными атомами в ряду актинидов. С 14 дополнительными электронами, которые, по-видимому, выталкивают d- и s-электроны, можно подумать, что s-электрон просто «созрел» для проводимости (почти не требовалось энергии, чтобы оттолкнуть его), но НЕТ. Электроны на f-орбите упакованы таким образом, что это приводит к тому, что атомный радиус золота на самом деле МЕНЬШЕ, чем атомный радиус серебра - не намного, но он меньше. Меньший радиус означает большую силу со стороны ядра на внешние электроны, поэтому серебро побеждает в «соревновании» проводимости. Помните, сила электрического заряда обратно пропорциональна квадрату расстояния. Чем ближе 2 заряда вместе, тем выше сила между ними.

И медь, и платина имеют еще меньший диаметр; следовательно, большее притяжение от ядра, следовательно, больше энергии, чтобы сбить этот одинокий s-электрон, следовательно, меньшая проводимость.

Другие элементы с единственным s-орбитальным электроном, находящимся там, «созревшим для того, чтобы появился сборщик проводимости», также имеют меньшие атомные радиусы (молибден, ниобий, хром, рутений, родий), чем серебро.

Итак, именно то место, где оно находится - то место, где «мать-природа» поместила серебро в периодической таблице, что определяет его превосходную проводимость ».

Источник из фунтов101 Yahoo

ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ И ЧИТАТЕЛЕЙ -

Структура и физические свойства металлов

Почему одни металлы проводят тепло лучше, чем другие?

Как передается тепло?

Теплопроводность металлов

.

Что такое электропроводность? (с изображением)

Электропроводность (ЕС) - это свойство, которое используется для описания того, насколько хорошо материалы позволяют электронам течь. Он определяется с помощью экспериментов и математических уравнений. Электропроводность обратно пропорциональна удельному сопротивлению, то есть чем выше проводимость, тем ниже удельное сопротивление. Проводник - это материал с высокой электропроводностью, а изолятор - это материал с высоким удельным электрическим сопротивлением. Оба свойства зависят от температуры и чистоты материалов.

Линии электропередач выполнены из токопроводящих материалов.

Температурная зависимость электропроводности имеет общий характер. Металл является проводником, и он имеет более низкую проводимость при более высоких температурах. Стекло является изолятором и показывает более высокую проводимость при более высоких температурах.

При очень высоких температурах проводники ведут себя как изоляторы, а изоляторы как проводники. Такое поведение диэлектриков и проводников объясняется моделью свободных электронов. В этой модели проводники ясно демонстрируют способность освобождать электроны, и когда применяется ток или электрическая сила, сила может легко проталкивать лишние электроны.

Почва представляет собой смесь минералов, солей и органических материалов. Он имеет особую электропроводность, называемую электропроводностью почвы, которая измеряет количество соли в образце почвы, называемое ее засолением. С помощью этого процесса можно также измерить другие свойства почвы, где засоление достаточно низкое.Эти свойства связаны с влиянием чистоты на данные ЕС.

Данные

EC для образца почвы могут определить количество примесей в почве. Примеси почвы - вода, воздух и минералы. Каждая примесь по-разному влияет на данные, но опытный почвовед может определить эту информацию из собранных данных.Как правило, большее количество примесей снижает ЕС, за исключением минералов, которые повышают ЕС. Примеси также могут объяснить использование чистой меди в электропроводке.

Металлы часто состоят из сплавов, состоящих из двух или более элементов. Это бесполезно для проведения электричества.Металлы в сплавах - это не одни и те же элементы, и электроны не могут легко перемещаться между разными элементами. Чистые металлы, такие как медная проволока, обладают высокой электропроводностью. Это относится только к твердым металлам, потому что воздушные карманы могут снизить электрическую проводимость материалов.

Материалы, не являющиеся металлами, обычно являются хорошими изоляторами.Лучшие изоляторы - это материалы, в которых естественно есть воздушные карманы, например резина. Воздушные карманы похожи на примеси и нарушают поток электронов. Лучшими естественными изоляторами являются газы, например воздух. Современная химия освоила изоляторы, создав материалы с удельным сопротивлением в тысячи раз больше, чем воздух.

.

Монитор окружающей среды | Что такое проводимость?

ОБНОВЛЕНИЕ : Fondriest Environmental предлагает свой опыт в области электропроводности через свою новую онлайн-базу знаний. Этот ресурс предоставляет обновленный и всесторонний обзор проводимости и того, почему она важна для качества воды. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с: Проводимость, соленость и TDS.

Соленость и проводимость измеряет способность воды проводить электричество, что позволяет определить, что растворено в воде.В данных SWMP более высокое значение проводимости указывает на то, что в воде растворено больше химических веществ.

Электропроводность измеряет способность воды проводить электричество. Это противоположность сопротивления. Чистая дистиллированная вода плохо проводит электричество. Когда соли и другие неорганические химические вещества растворяются в воде, они распадаются на крошечные электрически заряженные частицы, называемые ионами . Ионы увеличивают способность воды проводить электричество. Обычные ионы в воде, которые проводят электрический ток, включают натрия, хлорид, кальций и магний.Поскольку растворенные соли и другие неорганические химические вещества проводят электрический ток, проводимость увеличивается с увеличением солености. Органические соединения, такие как сахар, масла и спирты, не образуют ионы, проводящие электричество.

Почему важна проводимость?

Водные животные и растения адаптированы к определенному диапазону солености. За пределами этого диапазона они будут поражены и могут умереть. Некоторые животные могут переносить высокую соленость, но не низкую, в то время как другие могут переносить низкую, но не высокую соленость.

Помимо прямого воздействия на водную флору и фауну, соленость также оказывает много других важных воздействий на химический состав воды и плотность воды.

Как измеряется проводимость?

Соленость чаще всего выражается в частях на тысячу или эквивалентном выражении в граммах на литр. Например, морская вода имеет среднюю соленость 35 ppt, что эквивалентно добавлению 35 граммов соли на 1 литр воды

Электропроводность указывается в единицах измерения, называемых Siemen, или его меньших версиях, миллисименах, что составляет один- одна тысячная Симена и microSiemen, которая составляет одну миллионную Симена.Чаще всего используется особый тип проводимости, называемый удельной проводимостью.

Conductivity Technology

Электропроводность и соленость измеряются электрическим зондом на регистраторе данных. Этот зонд измеряет, сколько электрического тока проходит через воду. Затем на основе этого значения рассчитывается соленость.

Электропроводность определяется путем измерения скорости протекания электрического тока между двумя металлическими пластинами. Эти металлические пластины называются электродами и расположены на определенном расстоянии друг от друга.Растворенные в растворе соли будут притягиваться к пластине с противоположным зарядом. Во многих датчиках используется четырехэлектродная ячейка. Два электрода измеряют ток раствора, а два других электрода поддерживают постоянный ток между собой и используются в качестве эталона.

Лучший метод определения солености - это выполнить химический анализ концентраций различных ионов в воде, таких как кальция, натрия, хлорида и карбоната . Однако, поскольку этот метод трудоемок, утомителен и дорог, соленость оценивается по проводимости.Поскольку соли в воде проводят ток, проводимость будет пропорциональна концентрации соли. Регистратор данных использует сложное математическое уравнение для оценки солености по проводимости. Это уравнение учитывает температурную зависимость проводимости.

.

Смотрите также