4个回答

为什么没有透明的金属单质?

DaWNHaWK
92个点赞 👍

所有金属单质都有一个共同的特征,那就是具有容易失去的最外层电子。

金属失去最外层电子后,形成了金属离子,而自由电子游离于原子之间,被多个金属离子共同吸引,形成了金属键

大量自由电子形成『电子海洋』

自由电子和与金属正离子之间形成的相互作用,是使金属单质具有其金属性的关键。


好了,理解了金属的共性,现在我们来说一下什么是透明。

当照射到原子时,电子会吸收电磁波的能量,电子会跃迁到更高或者更低的能级上去。

电子跃迁到更低的能级,并释放电磁波

电子跃迁可能会发生两种情况:

1 电子跃迁到比初始能级(基态)更高的能级,并吸收能量。

2 电子跃迁到比初始能级更低的能级,并释放能量。

然而我们知道一个事实,电子的能级是量子化的,就是只能按整数取值,而不可能连续的吸收能量。 否则,这个世界上所有的物体全部都是黑色的,因为所有电子都会不断地吸收能量。

因为量子化的取值,电子只能在固定的几个轨道之间跃迁,这就导致了,不同的入射光子能量之间会有不同的结果产生。

1 光子能量不足,完全无法使电子跃迁,光子穿过原子

2 电子吸收了光子能量,电子跃迁到跟高的能级,处于不稳定的激发态,然后电子又跃迁回较低的能级,并释放出电磁波

理解了上面的模型就能理解大部分物体的颜色是怎么形成的了。通过上面的原理,我们可以知道以下事实:

1 物体的透明度实际上是相对的,和光子的能量( h\nu )有关,对于能量特别低的无线电波,大部分物质都是透明的。 对于特别高能的X光,大部分物质也是透明的。

2 光子的能量恰好等于电子能级之间的能力,电子被激发,然后迅速释能量形成新的电磁波。 新形成的电磁波在物质中间传播,最终形成入射光,反射光。

当一定频率的光恰好被吸收,物体就有了颜色。

理解这一点非常重要,实际上大部分对可见光透明的固体,并不是光子毫无阻碍的通过固体,而是光子使电子激发后形成的新光子在固体中传播,最终透出固体。新形成的光和入射光有一定的时间差。

所以,固体的宏观结构也会影响透明度。


有了以上的知识,我们终于可以来理解为什么金属是不透明的了。

从上面的知识我们知道, 固体的透明度取决于电子能级。

对于共价键中的电子,因为电子被两个原子所共同拥有, 电子能够受激发的能带很窄。

而对于金属,由于金属中有大量的自由电子,所以自由电子有着很宽泛的能级,几乎可以吸收大部分可见光的能量。

金属单质中的自由电子海洋,可以吸收全部可见光的能量,然后迅速释放出光子,形成反射光。

自由电子海洋完全阻挡了可见光,所以金属一定是不透明的。

如果想让金属透明怎么办? 很简答,想办法限制住这些自由电子就可以了。

比如,使金属氧化,形成共价键,并且使金属氧化物以非晶体形式存在,那么大概率这种物质是透明的。

shawn
自由评论 (0)
分享
Copyright © 2022 GreatFire.org