vlkamov's Journal

Ионный парадокс

пришол вчера пруф от от довольно "экстремистской" статьи, про то как литий могёт свободно поникать через графенчег. Дело тут вот в чом, и теория и эксперимент показали, что сей материал непроницаем для гелия, так что то что покрупней вроде как вообще никак не должно, ан нет, есть оказываецо и иной механизьм: дело тута вот в чём, основные причины энергетической невыгодности создания масеньких дырочек, что в графене, что в графите, это 1)появляюцо неспаренные жлектроны, 2) ну и сами эти дырочки, когда незаполненты тож неудобственны. А вот литий как раз любит свои электроны отдавать кому попало, и ежели на графене много лития, то они вполне компенсирують временно неспаренные электроны, ну а атомы ентого лития в момент проникновения дырку и затыкают. И как весь литий туда протечот, то атомы углрода снова встают на место, хотя не всегда - на тех местах, где были капельки лития остаются видимыя "шрамы".

vlkamov
> что покрупней вроде как вообще никак не должно
Ион лития должен быть меньше атома гелия.

brother2
У лития ионный радиус 90 пм
http://en.wikipedia.org/wiki/Ionic_radius
а у гелия атомный радиус 31
http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_radii_of_the_elements_(data_page)
По ван дер Ваальсовским, что самое актуальное разница не такая большая, но тож литий больше.

vlkamov
Как это может быть: заряд ядра больше в 1.5 раза, а пртягивает ту же систему из двух электронов слабее ?

Проблема эта крутилась в голове месяц. Наконец вчера родилось правдоподобне объяснение, и я уточнил размеры. Действительно, ионный радиус лития 90 (по другим источникам 70), радиус атома гелия 30 пм. Но у лития, после ионизации остается только гелиевая электронная оболочка, которая должна быть меньше чем у гелия потому, что ядро лития сильнее притягивает. Хуже того, ионный радиус гелия уже 90 ! "Что-то тут не так, сказал колобок дожевывая лису".

Ионный радиус - это не радиус иона (парадокс !), а расстояние, на котором [в данном случае] чувствуется нескомпенсированный положительный заряд ядра. Атомный же радиус - это радиус атома и он почти совпадает с радиусом внешней электронной оболочки. Даже у водорода ионный радиус 50 пм, хотя у него вообще никаких электронных облочек нет - голый протон. "Это нельзя сравнивать".

Вот и в описываемом же случае "ионный радиус" лития значения не имеет, т.к. слой атомов углерода состоит не из ионов. Более того, хотя те же гелиевые электронные оболочки у лития размещены ближе к ядру (то есть радиус меньше), проламываясь через графеновый слой, литий производит отмеченные там разрушения. Графен непроницаем и для лития и для гелия. Атомы гелия нейтральны, нет сил "проламываться" у лития же есть способ. Просочиться бесследно - совсем другое явление, другой механизм. Можно у военных спросить, они подтвердят, что для пуль непроницаема даже гимнастерка, а вот пуленепробиваема не всякая броня. "Экстремизм"-пардоксальность проистекает из того, что разные явления назвали одним словом.

Сравнивать проламываемость можно, если бомбардировать графен потоками частиц.

На закуску ~~физики~~ химики шутят:

Своё название литий получил из-за того, что был обнаружен в «камнях» (греч. λίθος — камень)