Hạt tải điện trong kim loại là gì? Khi học Vật lý hay Hóa học, chắc hẳn chúng ta đã ít nhất một lần bắt gặp khái niệm hạt tải điện. Tuy nhiên, tải điện trong kim loại là gì và bản chất hoạt động của nó thì không phải ai cũng hiểu rõ. Nếu bạn đang tìm kiếm thông tin về hạt tải điện trong kim loại, hãy theo dõi bài viết dưới đây.

Hạt tải điện trong kim loại là gì?

Trước hết chúng ta cần hiểu khái niệm người vận chuyển là gì. Hạt tải điện là hạt có thể mang dòng điện. Đó là những hạt mang điện tích như electron, khi đặt vào giữa điện trường thì nó sẽ chuyển động có hướng.

Hạt tải điện trong kim loại là gì? Hạt tải điện trong kim loại là các êlectron hoá trị bứt ra khỏi tinh thể . Mật độ êlectron tự do trong kim loại rất cao nên kim loại là chất dẫn điện rất tốt. Bản chất của Dòng điện trong kim loại là sự chuyển dời có hướng của các êlectron tự do .

bạn có thể quan tâm

Điều kiện để có dòng điện là

Công của lực điện không phụ thuộc vào

Có bao nhiêu loại kết nối điện?

Electron là gì?

Electron hay còn gọi là êlectron là một hạt nguyên tử có ký hiệu là e. Điện tích của electron bằng -1 điện tích cơ bản. Electron thuộc thế hệ thứ nhất trong họ lepton. Chúng được coi là các hạt cơ bản vì chúng không bao gồm các thành phần hoặc cấu trúc con nhỏ.

Các electron có khối lượng xấp xỉ bằng 1/1836 của các proton. Các tính chất cơ học lượng tử của electron bao gồm một giá trị momen động lượng nửa đơn vị, được biểu thị bằng đơn vị của hằng số Planck rút gọn. Do đó, một fermion trong một hệ cô lập không có hai electron có thể tồn tại ở cùng một trạng thái lượng tử theo nguyên lý loại trừ Pauli.

Electron đóng vai trò cơ bản trong nhiều hiện tượng vật lý như hóa học, điện, từ và dẫn nhiệt. Bên cạnh đó, các electron còn tham gia vào các tương tác hấp dẫn và điện từ. Một electron mang điện tích được bao quanh bởi một điện trường. Nếu electron chuyển động so với một người, nó sẽ tạo ra từ trường.

Trong mô hình chuẩn của vật lý hạt, các electron thuộc về một nhóm hạt hạ nguyên tử gọi là lepton cho các hạt cơ bản. Electron có khối lượng nhỏ nhất trong nhóm lepton (và cũng nhỏ nhất trong số các hạt mang điện) và nó thuộc thế hệ thứ nhất của các hạt cơ bản. Thế hệ thứ hai và thứ ba bao gồm các hạt lepton, muon và tau tích điện. Các hạt này có cùng giá trị điện tích, spin và tương tác với electron, nhưng sẽ có khối lượng lớn hơn. Lepton khác với các thành phần cơ bản khác của vật chất và lepton không tham gia vào các tương tác mạnh.

Liên kết hóa học giữa các nguyên tử là tương tác điện từ giữa chúng, được mô tả bởi các định luật cơ học lượng tử. Liên kết mạnh nhất được hình thành do sự chia sẻ hoặc tặng electron giữa các nguyên tử, từ đó dẫn đến sự hình thành các phân tử.

Trong mỗi phân tử, các electron chuyển động dưới tác dụng của một số hạt nhân. Những electron này chiếm quỹ đạo phân tử giống như cách chúng chiếm quỹ đạo trong một nguyên tử bị cô lập. Một yếu tố cơ bản khác trong cấu trúc phân tử là sự tồn tại của các cặp electron.

Bản chất dòng điện trong kim loại

Trong kim loại, nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành ion dương. Trong đó, các ion dương liên kết với nhau theo trật tự để tạo thành mạng tinh thể kim loại. Chuyển động nhiệt của ion càng yếu thì mạng tinh thể kim loại càng bền vững.

Các electron hóa trị bị tách ra khỏi nguyên tử và trở thành các electron tự do với mật độ n không đổi. Chúng sẽ chuyển động tự do và hỗn loạn tạo thành một khí êlectron tự do chiếm toàn bộ thể tích của khối kim loại đó và không sinh ra dòng điện nào.

Điện trường được tạo ra bởi nguồn điện bên ngoài sẽ đẩy khí điện tử trôi ngược với hướng của điện trường để tạo ra dòng điện.

Sự rối loạn của mạng cản trở chuyển động của electron tự do là nguyên nhân gây ra điện trở kim loại. Các dạng rối loạn thường gặp là sự biến dạng mạng tinh thể do biến dạng cơ học, chuyển động nhiệt của các ion trong mạng tinh thể hoặc do các nguyên tử lạ lẫn trong kim loại. Điện trở của kim loại thường rất nhạy cảm với các yếu tố trên.

Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại cho rằng hạt mang điện trong kim loại là êlectron tự do. Mật độ của chúng thường rất cao, vì vậy kim loại là chất dẫn điện rất tốt. Một số tính chất khác của dòng điện trong kim loại cũng có thể được suy ra từ lý thuyết này.

Chú ý: dòng điện trong kim loại không có tác dụng tĩnh điện

phần kết

Vì vậy, chúng tôi hiểu Hạt tải điện trong kim loại là gì? và bản chất dòng điện trong kim loại qua những thông tin mà chúng tôi cung cấp ở trên. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp ích cho các bạn trong quá trình học tập Vật lý, Hóa học và ứng dụng vào cuộc sống hàng ngày.