自由电子

本文为大家讲解了什么是自由电子？自由电子，即离域电子，在化学中是指在分子中与某个特定原子或共价键无关的电子。主要是金属导体中的自由电荷。下面我们就重点来为大家分析这些内容


什么是自由电子？

带正负电的基本粒子，称为电荷，带正电的粒子叫正电荷（表示符号为“＋”），带负电的粒子叫负电荷（表示符号为“﹣”）。也是某些基本粒子(如电子和质子)的属性,它使基本粒子互相吸引或排斥自由电荷是一种等效概念，通常指存在于物质内部，在外电场作用下能作定向运动的电荷。如金属中的自由电子，电解质溶液中的正、负离子，稀薄气体中的电子和离子等。

自由电荷的特点

自由电荷的特点是物体内部对它们的束缚比较弱，可以在物体内部自由移动；同时，自由电荷并非真实存在，而只是用来描述自由电子移动的一种模型。

物体内部的自由电荷的多少决定了物体导电性能的强弱；　　物体内部自由电荷的种类可以不同，既可以是负电荷（如电子、电解溶液中的氯离子等），也可以是正电荷（如溶液中的氢离子）。

在处理实际问题时，常常根据需要将不同的带电微粒等效为某种电荷，比如将导线中的自由电子等效为等量反向移动的自由正电荷。　金属导体中的自由电荷。不仅导体中的自由电荷，半导体中的自由电荷及绝缘体中的微量自由电荷都属于自由电子。

半导体金属原子的外层电子(价电子)脱离原子核束缚后而成为自由电子。铜的自由电子密度为85×1028米－3。各种金属的自由电子密度有相同的数量级。n型半导体中的多数载流子是自由电子。　　

电子是受到原子核的吸引力而围绕在原子核周围做运动的，原子核的吸引力有强弱之分，当两个不同的原子相接近时，在周围具有一定条件下，例如温度的升高，加快了核外电子的运动速度，使电子被吸引力更强的原子核吸引过去而脱离了原来的原子核，另一种原因是受到外界条件影响，例如温度的升高，使电子运动能力提高，由于原子核的吸引能力是在一定范围内实现的，温度提高了电子的动能（运动能力）使其运动能力增加，在一定几率上通过运动超出了原子核的吸引范围，而使电子脱离了原子核的束缚形成了自由电子，前一种原因属于化学变化，后一种应该属于物理变化，因为没有形成新物质，但是后一种自由电子的形成的过程正好是一个完整化学反应的中间反应环节 　　摆脱后不会消失，可能会被其他原子俘获而形成其他原子的核外电子

自由电子的定义

自由电子，即离域电子，在化学中是指在分子中与某个特定原子或共价键无关的电子。主要是金属导体中的自由电荷。不仅金属导体中的自由电荷，半导体中的自由电荷及绝缘体中的微量自由电荷都属于自由电子。自由电子的多寡会影响物质的导电性和导热性，自由电子愈多，导电的能力愈强。大部分的金属都有相当数量的自由电子，非金属则相反。（但是亦有例外，如石墨。）

自由电子的原理

电子是受到原子核的吸引力而围绕在原子核周围做运动的。原子核的吸引力有强弱之分，当两个不同的原子相接近时，在周围具有一定条件下（例如温度的升高），加快了核外电子的运动速度，使电子被吸引力更强的原子核吸引过去而脱离了原来的原子核形成了自由电子。另一种原因是受到外界条件影响（例如温度的升高），使电子运动能力提高，由于原子核的吸引能力是在一定范围内实现的，温度提高了电子的动能而使其运动能力增加，在一定几率上通过运动超出了原子核的吸引范围，而使电子脱离了原子核的束缚形成了自由电子。前一种原因属于化学变化，后一种应该属于物理变化，因为没有形成新物质，但是后一种自由电子的形成的过程正好是一个完整化学反应的中间反应环节

自由电子的特点

单位体积导体中的自由电子数量即自由电子密度。铜的自由电子密度为8.5×10^28/m^3。各种金属的自由电子密度有相同的数量级。n型半导体中的多数载流子是自由电子。

电子摆脱原子核的束缚后不会消失，可能会被其他原子俘获而形成其他原子的核外电子。

金属原子是由带正电的离子和负电子组成。与非金属原子一样其整体不带电。那么金属为什么导电呢？因为金属原子核对其最外层电子的吸引力弱，所以在金属中有大量的自由电子（负电子）存在，在电势差的作用下自由电子就会定向流动，形成电流。而非金属正好相反，自由电子非常少，所以不善于导电（不过也有例外，比如石墨）。

自由电子：一般泛指在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。

通过本文的具体讲解后，大家是否更加了解自由电子的内容呢？希望大家好好学习，对你们的工作和生活都是有所帮助的。希望本文能为有需要的读者带来比较大的参考价值。

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