18.11 (a) Calcule o número de elétrons livres por metro cúbico para o alumínio à temperatura ambiente.
(b) Qual é o número de elétrons livres por átomo de alumínio? Considere uma massa específica de
.
(b) Qual é o número de elétrons livres por átomo de alumínio? Considere uma massa específica de
Passo 1
O enunciado pede (a) a densidade de elétrons livres em um metal (alumínio) à temperatura ambiente e (b) quantos elétrons livres há em média por átomo de alumínio. Para isso vamos tratar o alumínio como gás de elétrons livres com
elétrons de condução por átomo e usar a massa específica e a massa molar.
Passo 2
Calcular o número de átomos de alumínio por metro cúbico usando
Em que
,
,
.
Logo,
Logo,
Passo 3
Cada átomo fornece
elétrons livres, então a densidade de elétrons é
Passo 4
O número de elétrons livres por átomo é simplesmente
que confirma
.
Resposta
(a)
(b) cerca de elétrons livres por átomo de alumínio.
(b) cerca de