Sự dịch chuyển lớp ion trong tinh thể ion
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.69 MB, 108 trang )
BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
- Trong kim loại,
các nguyên tử bị
mất electron hóa
trị trở thành các
ion dương. Các
ion dương liên
kết với nhau một
cách có trật tự
tạo thành mạng
tinh thể kim loại.
46
- Các electron
hóa trị tách
khỏi nguyên tử,
trở thành các
electron tự do.
Chúng chuyển
động hỗn loạn
tạo thành khí
electron tự do
và không sinh
ra dòng điện
nào.
47
Chuyển động của e khi
chưa có điện trường
ngoài
Chuyển
động
của e khi có điện
trường ngoài
E
- Điện trường do nguồn điện ngoài sinh ra đẩy khí
electron trôi ngược chiều điện trường tạo ra dòng điện.
48
NGUYÊN NHÂN GÂY RA ĐiỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI
E
+
-
+
+
-
+
+
-
+
+
Sự va chạm giữa các electron và ion dương khi có điện trường
- Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của
electron tự do, là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại.
- Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của
các electron tự do dưới tác dụng của điện trường.
- Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do. Kim loại dẫn
điện tốt là vì mật độ electron tự do trong kim loại rất cao.
49
SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM
LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
- Thí nghiệm đã chứng tỏ điện trở suất ρ của kim
loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất:
ρ = ρ 0 [1 + α (t − t0 )]
Trong đó: ρ 0 là điện trở suất ở t0oC ; ρ là điện trở
suất ở toC, đơn vị là Ω.m ; α là hệ số nhiệt điện trở,
đơn vị là K-1.
- Hệ số nhiệt điện trở của mỗi kim loại không
những phụ thuộc vào nhiệt độ, mà còn cả độ sạch và
chế độ gia công của vật liệu đó.
50
ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP
VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
1. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp
Khi nhiệt độ giảm → mạng tinh
thể bớt mất trật tự → cản trở của
nó đến chuyển động các electron
ít → điện trở suất của kim loại
giảm.
Khi nhiệt độ giảm, điện
trở suất của kim loại giảm
liên tục. Nhiệt độ gần 0 K
điện trở của các kim loại
sạch đều rất bé.
51
HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
2. Hiện tượng siêu dẫn
- Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng một số kim loại (hợp kim) có
điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0 khi nhiệt độ thấp hơn
Tem
một nhiệt độ tới hạn (T < Tc)
p
8K
ρ(Ω.m)
6K
4K
2K
0
2
4
6
T( K )
0K
52
THUYẾT VÙNG
(thuyết MO áp dụng cho hệ nhiều nguyên tử)
Các
MO
n
Số nguyên tử kim loại
53
Các AO hoá trị s, p, d của kim loại có năng lượng
khác nhau sẽ tạo ra những vùng năng lượng khác
nhau. Các vùng này có thể xen phủ hoặc cách nhau
một vùng không có MO gọi là vùng cấm.
Các e chiếm các MO có năng lượng từ thấp đến
cao, mỗi MO có tối đa hai e.
- Vùng gồm các MO đã bão hoà e gọi là vùng
hoá trị. Các e trong vùng hoá trị không có khả năng
dẫn điện.
- Vùng MO không bị chiếm hoàn toàn trong đó
e có khả năng chuyển động tự do là vùng dẫn. Các e
trong vùng dẫn có thể dẫn điện khi có năng lượng đủ
lớn thắng được lực hút của các cation kim loại.
54
