Таблица: Работа выхода электронов из металлов, не металлов и неорганических соединений

0
30
Физика таблица

Формула работа выхода электронов

В металлах имеются электроны проводимости, образующие электронный газ и участвующие в тепловом движении. Так как электроны проводимости удерживаются внутри металла, то, следовательно, вблизи поверхности существуют силы, действующие на электроны и направленные внутрь металла. Чтобы электрон мог выйти из металла за его пределы, должна быть совершена определенная работа А против этих сил, которая получила название работа выхода электрона из металла. Эта работа, естественно, различна для разных металлов.

Потенциальная энергия электрона внутри металла постоянна и равна:

Wp = -eφ , где j – потенциал электрического поля внутри металла.

При переходе электрона через поверхностный электронный слой потенциальная энергия быстро уменьшается на величину работы выхода и становится вне металла равной нулю. Распределение энергии электрона внутри металла можно представить в виде потенциальной ямы.

В рассмотренной выше трактовке работа выхода электрона равна глубине потенциальной ямы, т.е.

Aвых = eφ

Этот результат соответствует классической электронной теории металлов, в которой предполагается, что скорость электронов в металле подчиняется закону распределения Максвелла и при температуре абсолютного нуля равна нулю. Однако в действительности электроны проводимости подчиняются квантовой статистике Ферми-Дирака, согласно которой при абсолютном нуле скорость электронов и соответственно их энергия отлична от нуля.

Максимальное значение энергии, которой обладают электроны при абсолютном нуле, называется энергией Ферми EF . Квантовая теория проводимости металлов, основанная на этой статистике, дает иную трактовку работы выхода. Работа выхода электрона из металла равна разности высоты потенциального барьера eφ и энергии Ферми.

Aвых = eφ’ — EF

где φ’ – среднее значение потенциала электрического поля внутри металла.

Таблица работа выхода электронов из простых веществ

В таблице приведены значения работы выхода электронов, относящихся к поликристаллическим образцам, поверхность которых очищена в вакууме прокаливанием или механической обработкой. Недостаточно надежные данные заключены в скобки.

Вещество Формула вещества Работа выхода электронов (W, эВ)
серебро Ag 4,7
алюминий Al 4,2
мышьяк As 4,79 — 5,11
золото Au 4,8
бор B (4,60)
барий Ba 2,52
бериллий Be 3,92
висмут Bi 4,34
углерод (графит) C 4,45 — 4,81
кальций Ca 2,76 — 3,20
кадмий Cd 4,04
церий Ce 2,6 — 2,88
кобальт Co 4,40
хром Cr 4,60
цезий Cs 1,94
медь Cu 4,36
железо Fe 4,40 — 4,71
галлий Ga 3,96 — 4,16
германий Ge 4,66
гафний Hf (3,53)
ртуть Hg 4,52
индий In (3,60 — 4,09)
иридий Ir (4,57)
калий K 2,25
лантан La (3,3)
литий Li 2,49
магний Mg 3,67
марганец Mn 3,76 — 3,95
молибден Mo 4,20
натрий Na 2,28
ниобий Nb 3,99
неодим Nd (3,3)
никель Ni 4,91 — 5,01
осмий Os (4,55)
свинец Pb 4,05
палладий Pd (4,98)
празеодим Pr (2,7)
платина Pt 5,30 — 5,55
рубидий Rb 2,13
рений Re 4,98
родий Rh 4,75
рутений Ru (4,52)
сурьма Sb 4,08 — 4,56
скандий Sc (3,2 — 3,33)
селен Se 4,86
кремний Si 3,59 — 4,67
самарий Sm (3,2)
олово (γ-форма) Sn 4,38
олово (β-форма) Sn 4,50
стронций Sr 2,74
тантал Ta 4,13
теллур Te 4,73
торий Th 3,35 — 3,47
титан Ti 4,14 — 4,50
таллий Tl 3,68 — 4,05
уран U 3,27 — 4,32
ванадий V 3,77 — 4,44
вольфрам W 4,54
цинк Zn 4,22 — 4,27
цирконий Zr 3,96 — 4,16

Таблица работа выхода электронов из неорганических соединений

В таблице приведены значения работы выхода электронов, относящихся к поликристаллическим образцам, поверхность которых очищена в вакууме прокаливанием или механической обработкой. Недостаточно надежные данные заключены в скобки.

Вещество Формула вещества Работа выхода электронов (W, эВ)
бромистое серебро AgBr ~3,9
хлористое серебро AgCl ~4,6
иодистое серебро AgI ~4,0
сульфид серебра Ag2S ~3,8
триоксид бора B2O3 4,7
оксид бария BaO 1,0 — 1,6
барий вольфрамовокислый BaWO4 2,27
окись бериллия BeO 3,8 — 4,7
окись кальция CaO 1,8 — 2,4
ортовольфрамат кальция Ca3WO6 2,13
борид хрома CrB2 3,36
окись цезия Cs2O 1,0 — 1,17
окись меди CuO 4,35 — 5,34
закись меди Cu2O 5,15
окись железа FeO 3,85
вода H2O 6,1
карбид гафния HfC 2,04
оксид магния MgO 3,1 — 4,4
диборид марганца MnB2 4,14
диборид молибдена MoB2 3,38
триоксид молибдена MoO3 4,25
силицид молибдена MoSi2 5,0 — 6,0
хлористый натрий NaCl 4,2
борид ниобия NbB2 3,65
карбид ниобия NbC 2,24
окись никеля NiO 5,55
борид скандия ScB2 2,3 — 2,9
кремнезём SiO2 5,0
окись стронция SrO 2,0 — 2,6
карбид тантала TaC 3,05 — 3,14
пентаоксид тантала Ta2O5 4,65
дикарбид тория ThC2 3,5
оксид тория ThO2 2,54 — 2,67
сульфид титана TiS 3,4
диборид титана TiB2 3,88 — 3,95
карбид титана TiC 2,35 — 3,35
нитрид титана TiN 2,92
окись титана TiO 2,96 — 3,1
двуокись титана TiO2 4,7
карбид урана UC 2,9 — 4,6
диборид ванадия VB2 3,88 — 3,95
диборид вольфрама WB2 2,62
диоксид вольфрама WO2 4,96
дисилицид вольфрама WSi2 5,0 — 6,0
борид циркония ZrB 4,48
диборид циркония ZrB2 3,70
карбид циркония ZrC 2,2 — 3,8
нитрид циркония ZrN 2,92

_______________

Источник информации:

1. Landolt-Borstein’s Zahlenwerte und Funktionen aus Phsik, Chemie, Astrunumie, Geophysik, Thechnik, 6-е издание., Берлин, т. I, ч.4, 1955; т. II, ч.6, разд. 1, 1959.

2. В.С. Фоменко. Эмиссионные свойства элементов и химических соединений. Изд. АН УСССР, Киев, 1961.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here