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Meccanismo atomico di produzione degli elettroni di conduzione & Il potenziale di estrazione.

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Presentazione sul tema: "Meccanismo atomico di produzione degli elettroni di conduzione & Il potenziale di estrazione."— Transcript della presentazione:

1 Meccanismo atomico di produzione degli elettroni di conduzione & Il potenziale di estrazione

2 Lenergia di un elettrone Consideriamo un metallo di numero atomico Z. Ciascun elettrone di carica -e nel campo elettrico generato dal nucleo dellatomo al quale appartiene, possiede lenergia potenziale espressa dalla legge Supponiamo che ora un elettrone abbia lenergia totale individuata dal livello corrispondente alla linea rossa AB; i punti del segmento hanno ordinata maggiore dei punti di uguale ascissa sulla curva dellenergia potenziale - Pertanto un elettrone che si trova tra A e B, avendo energia maggiore della sola potenziale, dovrà possedere anche ENERGIA CINETICA la cui misura è rappresentata dal segmento PQ.

3 Caso con due elettroni - Si osserva che lenergia potenziale complessiva è pari alla somma dei contributi dei singoli nuclei, vedi tratto blu continuo. Lelettrone che possiede la stesso livello energetico esaminato prima è ora libero di muoversi passando da un atomo allaltro!

4 Caso con tanti elettroni Lelettrone di energia totale uguale al livello delle due precedenti è ora un elettrone libero di spostarsi da un nucleo allaltro allinterno del metallo. Verso la superficie esterna però la curva del potenziale diventa simile a quella di un atomo isolato: lelettrone raggiunge i punti S e T dove lenergia è solo potenziale e quindi lenergia cinetica e la velocità sono nulle. Si parla di BARRIERA DI POTENZIALE. - T S

5 Potenziale di estrazione E evidente che gli elettroni che diventano liberi di muoversi sono quelli di più elevata energia totale, cioè gli elettroni più esterni. Lesistenza di elettroni liberi è una proprietà che caratterizza i metalli a qualsiasi temperatura in quanto essi hanno allesterno di orbitali completi qualche elettrone in un orbitale incompleto debolmente legato. Il reticolo cristallino dei metalli è formato perciò da una struttura regolare di ioni in vibrazione e da una nube di elettroni liberi di conduzione che si muovono in modo disordinato in tutte le direzioni ( rimanendo allinterno del metallo!) Dette E e e E i le energie che un elettrone avrebbe rispettivamente allesterno del metallo in un punto molto vicino alla superficie, e allinterno, la differenza è detta POTENZIALE DI ESTRAZIONE o LAVORO DI ESTRAZIONE del metallo. Rappresenta lenergia minima che occorre fornire al metallo perché si abbia emissione di elettroni. Mentre V è detto POTENZIALE DI ESTRAZIONE

6 Possibili effetti connessi al potenziale d estrazione Effetto termoionicoEffetto VoltaEffetto SeebeckEffetto fotoelettrico


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