Frage von Usedefault, 26

Elektroneverhalten bei Influenz?

Hallo!

Wenn man z. B. durch Influenz einen Metallbereich negativ auflädt, wo befinden sich dann die Elektronen, welche in den Orbitalen keinen vorgegebenen Platz finden?

Lg

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von PhotonX, 13

Valenzelektronen können sich in Leitern frei bewegen (Stichwort Elektronengas). Sie bewegen sich also zum negativ geladenen Ende des Leiters.

Kommentar von Usedefault ,

Ja, aber befinden sich diese bewegten Valenzelektronen dann in Orbitalen oder irgendwo zwischen den Protonen?

Kommentar von PhotonX ,

Zwischen den Atomrümpfen (bestehend aus Atomkernen und Nichtvalenzelektronen).

Kommentar von Usedefault ,

Bedeutet das grob gesagt, in Orbitalen, wo sich bei neutralen Metallstücken nur 1 - 2 Valenzelektronen befinden, befinden sich bei negativen 3 - 4?

Kommentar von PhotonX ,

Nein, ich schrieb doch, dass die Elektronen aus dem Elektronengas sich nicht in Orbitalen befinden!

Kommentar von Usedefault ,

Achso! Die Elektronen aus den Valenzelektronenorbitalen werden als Elektronengas herumbewegt und sie dann unbesetzt?

Kommentar von PhotonX ,

Genau!

Kommentar von PWolff ,

Die Metallbindung ist dadurch charakterisiert, dass die Valenz"orbitale" über den gesamten Kristall verteilt sind.

Dort bilden sie das sogenannte Valenzband - Elektronenniveaus, die energetisch so dicht beieinander liegen, dass sie nur in der Theorie noch voneinander getrennt sind. (Um sie zu unterscheiden, müsste man auf Temperaturen in Größenordnungen wie 1 / Avogadrozahl Kelvin kommen.)

Weiter ist bei Metallen (im Gegensatz zum Halbleiter) das Valenzband nur teilweise gefüllt, sodass es (praktisch) keine zusätzliche Energie kostet, ein paar zusätzliche Elektronen draufzupacken - außer der Coulomb-Energie natürlich, aber die wird hier ja durch das äußere Feld kompensiert bzw. bereitgestellt.

Kommentar von Usedefault ,

Und durch Oxidation an der Luft allein wird das Valenzband nicht aufgefüllt?

Wenn ein sehr starkes E-Feld am Metall anliegt, werden dann auch Elektronen aus tiefergelegenen Orbitalen herausgerissen oder eher die Valenzelektronen noch stärker komprimiert?

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 2

 …wo befinden sich dann die Elektronen, welche in den Orbitalen keinen vorgegebenen Platz finden…

…und somit den metallischen Leiter überhaupt ausmachen: Sie sammeln sich an der der positiven Ladung zugesandten Seite, wo das elektrische Potential maximal wird.

Elektronen in Orbitalen können das natürlich nicht. Immerhin kann es da so eine Art Mikro-Influenz geben, die dann für Van der Waals - Kräfte verantwortlich ist. Bei metallischen Leitern spielen die aber keine Rolle.

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