Quiero comprender completamente el gas de electrones, pero a veces estoy confundido acerca de su comportamiento, debido a sus modelos.
Entonces, los materiales como los metales tienen sus iones dispuestos periódicamente en la red cristalina formando una estructura organizada y en esta estructura también tenemos una "nube" de electrones "libres", es por eso que los metales también son los conductores. Pero entonces tenemos un modelo de pozo de potencial infinito. Por lo tanto, el electrón está restringido por sus niveles de energía discretos. El potencial es cero dentro del pozo e infinito en el exterior: el electrón sin fuerzas externas no puede escapar del pozo y debe estar dentro del pozo. Entonces podemos calcular a partir de la ecuación de Schrödinger los posibles estados de los electrones. Por lo que su posición también está restringida. Pero es solo un modelo de sus energías, ¿verdad? Tengo problemas para imaginar una nube llena de electrones donde los electrones en realidad tienen algunas posiciones dadas (no quiero decir que el electrón esté sentado, eso no es posible, pero hay lugares donde es más probable que lo sea, como dentro del átomo). Entonces, ¿qué hacen los electrones libres dentro del metal? No me refiero solo a colisiones si esas colisiones no explican el modelo potencial.
En primer lugar, puede pensar en un pozo de potencial finito como un modelo razonable en lugar de un pozo de potencial infinito para visualizar cómo los electrones están confinados dentro del átomo. Entonces, cuando se excita con suficientes energías, por principio puede escapar de las barreras de energía finita del pozo. Llegando a la segunda parte de su pregunta, que es "¿Qué hacen los electrones libres dentro del metal"? Los electrones libres estarían débilmente unidos a los átomos y pueden desligarse incluso al recibir energías muy bajas en comparación con los electrones más estrechamente unidos. Esto conduciría a un movimiento transitorio hasta que pierdan suficiente energía para ser atraídos por un átomo nuevamente. Y todo este proceso se seguirá repitiendo.
usuario190081