Leitfähigkeit von kovalenten Verbindung

Leitfähigkeit von kovalenten Verbindung

STROM kovalente gefesselt und modernen Physik Absurditäten
 
 
Experimenteller Teil
 
Eine einfache elektrische Schaltung, wie in Abb. 1 gebildet. Einige gängige Materialien sind erforderlich: ein Mikroamperemeter, einige Leiter, Batterien von 1,5 V und 9 V.
Zum Zwecke des Experiments eine kleine Menge reinen Iod (Reagenz Grad mindestens) und einige Graphitelektroden notwendig. Es wird nicht empfohlen, dieses Experiment zu Hause durchführen, oder wenn sie hergestellt ist, ist Chemiker unbedingt erforderlich. In einem geschlossenen Empfänger, ca. 5 g Jod werden eingeführt. Zwei Graphitelektroden werden in festem Jod und danach zu externen Schaltung verbunden eingeführt.

Abbildung 1. Schema des experimentellen Teils
 
Das Jod wird vorsichtig unter Verwendung einer elektrischen Stromquelle erwärmt, bis Schmelzen (die Temperatur unter 150 ºC gehalten werden kann) und der elektrische Strom in den Stromkreis wird gemessen.
            Am Anfang, wenn eine Batterie von 1,5 V wird als Quelle verwendet wird, mit festem Jod Innenbehälter der gemessene Strom null. Beim Erhitzen, ein zunehmender Strom von 0 auf einen Maxime etwa 35 & mgr; A in den Schaltkreis festgestellt, wenn das Iod vollständig geschmolzen ist und die Entfernung zwischen Graphitelektroden etwa 10 mm beträgt.
Wenn die Wärmequelle entfernt wird, wird eine merkwürdige Effekt beobachtet, bei Jod Erstarrungs Aufrechterhaltung der Graphitelektrode innerhalb Jod. Ein elektrischer Strom von etwa 0,05 & mgr; A weiter in Kreis fließen, auch wenn Jod wird fest.
Die Wirkung ist gering, und es kann passieren unbeobachtete daher einige Anpassungen sind notwendig, hervorzuheben.
Wenn ein Pico-Amperemeter-Elektrometer zur Verfügung steht, wird die Mikroamperemeter mit den neuesten ersetzt und der Strom wird mit erhöhter Präzision gemessen. Mit meinem Keithley Instruments, der gemessene Strom betrug 58 nA, die Aufrechterhaltung der 1,5 V-Batterie als Stromquelle. Für ungelernte Menschen kann dies eine sehr geringe Wirkung, aber für Fachleute auf dem Gebiet, ist ein Strom von 10-12 A oder sogar kleiner eine zählbare und konsistente Strom. Es ist unmöglich zu ignorieren oder beiseite zu lassen einen Strom von 58 nA, mit einem vorhandenen Instrumentierung.
Für Haus Experiment oder für diejenigen mit einem Pico-Amperemeter unbestückt kann eine Stromversorgung Quelle mit einer höheren Spannung und Strom verwendet werden. Aus chemischer Sicht sind an den Elektroden keine Reaktionen möglich. Natürlich können die Parameter der Quelle sind, um eine elektrische Entladung zwischen Graphitelektroden nicht erzeugen eingestellt werden. Im einfachsten Beispiel können zwei kommerzielle 9 V-Batterien in Serie oder parallel in den Stromkreis angeschlossen werden. Mit dieser Verbesserung wird der Strom in den Stromkreis zu einer Halbnote von 1 mA und einer in Reihe geschalteten Batterien steigen, wobei der Abstand zwischen etwa 1 cm-Elektroden und den Elektroden auf ungefähr 2 cm in Jod eingesetzt wird. In Abb. 2, die Details für meine Container vorgestellt. Ich habe eine kleine Glasbehälter verwendet wird, mit einer Polyethylenhahn, und die hausgemachten Graphitelektroden werden durch Löcher in Polyethylen hergestellt Hahn geleitet. In diesem Fall wird der Effekt zählbaren selbst bei geringen Kosten, wenn Instrumente verwendet werden.
 

Abbildung 2. Details von Jod geschlossenen Behälter
 
            Eine weitere Verbesserung kann gemacht werden, wenn das Iod enthaltende feste Iod bei niedriger Temperatur gekühlt werden. Dazu wird ein Bad aus Eis und Salz in der Lage, kommen zu minus 15 ° C oder eine Gasflasche (CO2 oder N2) in der Lage, niedrigere Temperaturen zu erzeugen ist nützlich.
Bei einer Temperatur von -15 ° C, der Stromkreis wird in 41 nA für eine Batterie mit 1,5 V und 0,7 & mgr; A, wenn zwei Batterie von 9 V werden als Quelle verwendet.
            Schön und einfach experimentieren, leicht in jedem unbebauten Land durchgeführt werden, oder in irgendeiner niedrigen Niveau Labor. Wir können die Ergebnisse interpretieren dieses Experiments im Rahmen tatsächlichen Physik?
 
Hintergrund und heutzutage Erklärung
 
Generell sind kovalente Verbindungen nicht gut elektrische Leiter. Sie werden als Halbleiter oder Isolatoren klassifiziert. Das Experiment wurde mit Jod gemacht, so dass die gesamte Diskussion auf diesem Element und der Erklärung seiner Eigenschaften.
Im Internet unter folgendem Link:
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/292625/iodine/280159/Physical-and-chemical-properties, jeder kann lesen:
Jod ist ein nicht-metallische, bei Raumtemperatur fast schwarzer Feststoff und hat einen glitzernden Kristall Aussehen. Die Molekülgitter enthält diskrete zweiatomigen Molekülen, die auch in der geschmolzenen und gasförmigen Zustand vorliegen. Oberhalb 700 ° C ist, wird eine Dissoziation in Iodatome spürbar.
Jod hat eine moderate Dampfdruck bei Raumtemperatur und in einem offenen Gefäß langsam sublimiert zu einem tiefen Violett Dampf, der in die Augen, Nase und Rachen reizen wird. (Hochkonzentriert Jod ist giftig und kann schwere Schäden an Haut und Gewebe verursachen.) Aus diesem Grund Jod wird am besten in einer verschlossenen Flasche gewogen; für die Herstellung einer wässrigen Lösung ist, kann die Flasche mit einer Lösung von Kaliumiodid, die den Dampfdruck von Jod vermindert wesentlich zu enthalten; ein braun-Komplex (Triiodid) leicht gebildet:
KI + I2 KI3.
Geschmolzenes Iod kann als nicht-wässriges Lösungsmittel für Iodide verwendet werden. Die elektrische Leitfähigkeit des geschmolzenen Jod teilweise auf die folgende Selbst Ionisationsgleichgewicht zugeschrieben worden:
3I2⇌ I3 ++ I3-
 
Ich habe festgestellt, in Internet, andere für die vorgeschlagene Experiment relevanten Informationen.
Ein abstraktes von einem Papier in Physical Review, Vol 45, Issue 11, 1934 durch McLoed, JH, veröffentlicht mit dem Titel ,, Das Absorptionsspektrum des Jod-Atom ":
Das Absorptionsspektrum des Atom Jod im Spektralbereich λ2100 1400A sucht. Das Iod wurde durch Erhitzen auf 1000 ° C dissoziiert. Eine Wasserstoff-Entladungsröhre oder ein Iodatom Entladungsröhre als Beleuchtungsquelle verwendet wird. Der ehemalige Quelle ergab eindeutig, dass λ1830 und 1783Å sind Absorptionslinien. Wenn Licht von einer Entladung in Iod wurde durch die erhitzte Jod bestanden die folgenden Zeilen wurden gefunden, um durch Absorption geschwächt werden, λ1830 1783, 1642, 1618, 1583, 1515, 1507 und 1422A.
 
 

Wo sind die Absurditäten in aktuellen Erklärung und in den zitierten Texten?

Es ist das erste Mal in den exakten Wissenschaften Physik (Physik oder Chemie), wenn ein Schmelz einer Verbindung erzeugt simultane Eigen Ionisation.
Tut dies selbst Ionisation entspricht mit der Realität oder wird mit anderen Parametern wie Ionisationspotentiale oder Emissionsspektren korreliert?
In mit Daten über Elemente Eigenschaften jedes Buch kann festgestellt werden:
· Das Ionisierungspotential Atom Jod 10,45 eV
· Das Ionisierungspotential molekulares Jod 9,4 eV
· Der Dampfdruck von festem Iod beträgt 0,3 Torr bei 25 ° C und 1 Torr bei 40 ° C
Es ist völlig unmöglich, eine Iod-Molekül, in einem einfachen Verfahren von Schmelzen oder Verdampfen mit dieser Ionisationspotentiale ionisiert werden.
Durch die absurde Annahme, dass ein solches Verfahren statt einen schönen Effekt sollte angezeigt werden, wenn feste Iod geschmolzen zu nehmen. Soweit Ionisation und Rekombination im Gleichgewicht sind, sollte das geschmolzene Iod Licht in einem breiten Spektrum von Energien (VIS, UV, Röntgenstrahlen), und nicht nur im IR emittieren. Dies liegt daran, während der Rekombination wenn Ionen Auslöschung stattfindet, wird der Sprung von Elektronen zwischen den verschiedenen Ebenen der Energien eine breite Emissionsspektren wie in Fig generieren. 3.

3 Emissionsspektren der Kationen, wenn neutralisieren
 
Eine einfache Berechnung kann, dass im Falle von geschmolzenem Iod, ist die Anzahl von Photonen emittiert wird, im Einklang, dass der Effekt mit dem bloßen Auge sichtbare Lichtspektren beobachtet werden. Natürlich mit den tatsächlichen Instrumentaltechniken sollte es ein Kinderspiel, um diesen Effekt in UV- oder anderen spektralen Bereichen zu beobachten.
Berücksichtigung unserem Fall für einen Strom von 1 mA, bedeutet dies jede Sekunde eine Ladung von etwa Q = It = 1 mC erzeugt.
Sollte die Anzahl der Ladungen (Elektronen und Kationen) sein:
Q = ne, wo E ist die Elektronenladung 1,60 x 10-19 C und damit
n = 1 x 10-3 C / 1,60 x 10-19 C = ca. 5 x 10 + 15
Sehen solche Spezies Konzentration auch für einen Laien ein gesunder Menschenverstand Frage ist eine Antwort zu bekommen.
In Abwesenheit eines elektrischen Strom welchen Mechanismus existiert für diese Ladung Aussterben?
Wieder, wenn ein elektrischer Strom zu fließen, wo Stop diese Gebühren verschwinden?
Gibt es einen neuen Mechanismus der Ladungs ​​Aussterben in Abwesenheit von Rekombination?
Es gibt keine VIS, UV, Röntgenspektren für eine geschmolzene Jodlösung und damit die Ladungs ​​Aussterben kann statt durch Rekombination nicht nehmen; mit Ausnahme von einer IR-Emissionsspektren charakteristisch auf die Temperatur des Schmelzprozesses werden keine obere Photonen Energien je emittiert und somit der Ionisationsprozeß beim Schmelzen ist reines Phantasie ....
Auf der anderen Seite, wenn ein Ionisationsprozeß erfolgt beim Schmelzen, sollte der Effekt für die Verdampfung noch deutlicher, weil die Jodmolekülen erfassen können, selbst mehr Energie. Es ist keine komplizierte Aufgabe, ein Rohr mit Joddämpfen bei niedrigeren oder höheren Druck aufzubauen. Ein solches Rohr sollte in der Lage, zu jeder Potentialdifferenz (selbst bei 5 Volt) arbeiten zu können, wenn Joddämpfe sind selbst in großen Anteil ionisiert und natürlich kann der Strom durch.
Auch hier ist die experimentelle Wirklichkeit ganz anders als die absurden Konsequenzen aus eigentliche Interpretation geführt. Ein Iod Entladungsröhre braucht ganz die gleiche Potentialdifferenz wie jede andere Gasentladungsröhre und dieser Unterschied mindestens einige hundert Volt bis zu einigen kV, je nach der Rohrlänge.
Um positive und negative Partikel in einem ersten Schritt eine positive und negative Ionen Iod gebildet werden, haben. Die Energie für den Erhalt dieser geladenen Teilchen notwendig ist, größer als 1000 ° C. Aus der Chemie bekannt ist, dass Jod gebunden Pause problemlos unter Lichteinwirkung Radikale, weil (nicht geladene Teilchen!) Gebildet werden.
Las but not least, die elektrische Leitfähigkeit von festen Iod wirft neue Herausforderungen für die eigentliche Theoretiker.
Wie im experimentellen Teil dargestellt, so dass die Graphitelektrode in Jod, wenn I2 fest werden, ist die feste Iod in der Lage, einen elektrischen Strom zu verlassen passieren. Nach dem tatsächlichen Theorie sollte es erforderlich sein, eine Bewegung des geladenen Teilchens innerhalb Iodkristall um diese comportment erklären.
Laßt uns zugeben wie möglich diese Tatsache, aber nach wenigen Sekunden sollte die geladenen Teilchen ausgestorben bei Graphitelektrode und dem elektrischen Strom zu stoppen, um zu fließen. In der Realität auch nach Wochen, diese kleinen elektrischen Strom noch durch feste Iod passieren.
 In diesem Fall sollten sie zugegeben werden, daß bei Raumtemperatur und in Abwesenheit von Schmelzen, Jodmolekül dissoziiert in Ionen. Kann ein gemeinsamer Geist glauben, dass diese Selbst Ionisation?
Wenn jemand glaubt noch wie möglich dieses, lassen Sie frieren die Iod bei -40º C und lassen Sie erhöhen die Spannung auf 20 oder 30 Volt. Die Leitfähigkeit ist immer noch da zu präsentieren, sogar die eigentliche Theorie kann es nicht erklären.
Eine neue Interpretation dieser einfachen experimentellen Tat brauchen eine Revision der kovalenten gebunden, metallisch gebunden und eine Revision der elektrischen Strom-Definition. In dem Buch wird eine detaillierte Beschreibung und Interpretation dieser Phänomene ist.