Квантовые размерные эффекты

ГОСУДАРСТВЕННОЕ Экономное ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО Проф ОБРАЗОВАНИЯ

«РОСТОВСКИЙ Муниципальный Мед УНИВЕРСИТЕТ»

Министерство здравоохранения Рф

Лекарственный факультет

Кафедра химии и лекарственной химии

Нанохимия

Реферат на тему: Размерные эффекты.

Выполнил:

Студент 1 курса

группы № 3

Дубатовой Натальи

Подпись _______________

Научный управляющий:

Помощник

кафедры химии и лекарственной химии

Додохова Маргарита Авдеевна

Оценка _________________

Дата _________________

Подпись _________________

Ростов-на-Дону

Размерный эффект— комплекс явлений, связанных с значимым конфигурацией физико-химических Квантовые размерные эффекты параметров вещества вследствие: 1) конкретного уменьшения размера частиц 2) вклада границ раздела в характеристики системы; 3) соизмеримости размера частиц с физическими параметрами, имеющими размерность длины и определяющими характеристики системы (размер магнитных доменов, длина свободного пробега электрона, дебройлевская длина волны и т.д.). Размерные эффекты наблюдаются при уменьшении размера структурных частей: частиц, кристаллитов Квантовые размерные эффекты и зернышек ниже некой пороговой величины. Такие эффекты возникают, когда средний размер кристаллических зернышек не превосходит 100 нм, и более ясно появляются при размерах зернышек наименее 10 нм. Квантовые размерные эффекты появляются в электрических свойствах вещества либо материала и связаны с уменьшением размерности электрического газа, что приводит к изменению энергетического диапазона

Воздействие Квантовые размерные эффекты размера частиц на физико-химические характеристики вещества можно разъяснить наличием поверхностного давления, действующего на вещество. Это дополнительное давление, которое назад пропорционально размеру частиц, приводит к повышению энергии Гиббса и, как следствие, увеличению давления насыщенных паров над микрочастицами, уменьшению температур кипения водянистой фазы и плавления жесткой (рис.). Меняются и другие Квантовые размерные эффекты термодинамические свойства — константы равновесия и стандартные электродные потенциалы. Так, при уменьшении размера микрочастиц серебра стандартный потенциал пары Ag+/Ag может стать отрицательным, и серебро будет растворяться в разбавленных кислотах с выделением водорода.

Размерный эффект обширно всераспространен в гетерогенном катализе. В почти всех случаях микрочастицы проявляют каталитическую активность там, где Квантовые размерные эффекты более большие частички не активны. Так, нанокластеры золота катализируют селективное окисление стирола на воздухе до бензальдегида:

тогда как частички золота более большого размера на эту реакцию деяния не оказывают.

В текущее время принято различать два типа размерных эффектов: 1)Внутренний размерный эффект.

Внутренний размерный эффектсвязан со специфичными переменами в поверхностных Квантовые размерные эффекты, больших и хим свойствах частички. Внутренний размерный эффект в химии может появляться при изменении структуры частички и локализации электронов под воздействием поверхности. Характеристики поверхности оказывают влияние на стабилизацию частиц и их обскурантистскую способность. Для маленького числа атомов реагентов, адсорбированных на поверхности, хим реакция не может рассматриваться в нескончаемом Квантовые размерные эффекты объеме из-за сопоставимости размеров поверхности микрочастиц и реагентов. Кинетика реакций в системах с ограниченной геометрией отличается от традиционной, которая не учитывает флуктуаций концентрации реагирующих частиц.

Образованиям с маленьким числом взаимодействующих молекул характерны относительно огромные колебания чисел реагентов. Это событие приводит к несовпадению во времени конфигураций концентрации реагентов на поверхности разных по Квантовые размерные эффекты размерам микрочастиц и, как следствие, ведет к их разной обскурантистской возможности. Описание кинетики в схожих системах основано на использовании стохастического подхода. Этот подход учитывает статистические флуктуации в числе реагирующих частиц. При проведении реакций с ролью маленького числа молекул обычно подразумевают, что эти реакции могут быть описаны константой Квантовые размерные эффекты скорости k, схожей для всех пар реагентов. Это предположение применимо, когда размер микрочастиц по последней мере на порядок больше размера реагентов. Для описания кинетики процессов на поверхности микрочастиц употребляется также способ Монте-Карло.

В микрочастицах существенное число атомов находится на поверхности, и их толика вырастает с уменьшением размера частиц Квантовые размерные эффекты. Соответственно возрастает вклад поверхностных атомов в энергию системы. Отсюда появляется и ряд термодинамических следствий, к примеру зависимость от размера температуры плавления микрочастиц. С размером, влияющим на обскурантистскую способность, связаны и такие характеристики частиц, как изменение температуры полиморфных перевоплощений, повышение растворимости, сдвиг хим равновесия.

На основании результатов экспериментальных и Квантовые размерные эффекты теоретических исследовательских работ термодинамики малых частиц можно утверждать, что размер частички является активной переменной, определяющей совместно с другими термодинамическими переменными состояние системы и ее обскурантистскую способность. Размер частички можно рассматривать как эквивалент температуры. Это значит, что с наномасштабными частичками может быть воплощение реакций, не идущих с субстанциями в малогабаритном состоянии. Установлено Квантовые размерные эффекты также, что изменение размера

нанокристалла металла управляет переходом металл—неметалл. Это явление имеет место при размере частиц поперечником 1–2 нм и также может отражаться на обскурантистской возможности системы. На активность частиц оказывают влияние и межатомные расстояния. Теоретические оценки на примере частиц золота демонстрируют, что среднее межатомное расстояние возрастает с нуклеарностью Квантовые размерные эффекты частички. 2)Наружный размерный эффект

Наружный размерный эффектявляется размерно-зависимым ответом на наружное действие сил, независящих от внутреннего эффекта.

Квантовые размерные эффекты

Квантово-размерный эффект — эффект связанный с квантованием энергии носителей заряда, движение которых ограничено в одном, 2-ух либо трёх направлениях. При ограничении нескончаемого кристалла возможными барьерами либо при разработке границ появляются Квантовые размерные эффекты дискретные уровни квантования. В принципе, дискретный диапазон появляется в любом ограниченном возможными стенами объёме, но фактически наблюдается только при довольно малом размере тела, так как эффекты декогеренции приводят к уширению энергетических уровней, и потому энергетический диапазон воспринимается как непрерывный. Потому наблюдение квантово-размерного эффекта может быть только если Квантовые размерные эффекты хотя бы один из размеров кристалла довольно мал.

Самым броским представителем квантовых размерных эффектов является туннельный эффект — явление, играющее важную роль в нанотехнологии. Суть туннельного эффекта заключается в преодолении микрочастицей потенциального барьера в случае, когда ее полная энергия меньше высоты барь-ера. Это явление чисто квантовое, ведь традиционная частичка не может Квантовые размерные эффекты находиться снутри потенциального барьера высоты V,если ее энергия E

Рис 21. Условная схема туннельного перехода

Но для наночастицы этот вывод не справедлив: вследствие соотношения неопределенностей фиксация частички снутри барьера делает неопределенным ее импульс.

Так как Квантовые размерные эффекты возможная энергия частички совершенно точно определяется ее координатой, кинетическая энергия _ импульсом, а в силу соотношения неопределенностей сразу и точно координату и импульс частички найти нереально,то разделение энергии на кинетическую и потенциальную в квантовой физике глупо. Соответственно, возникает возможность прохождения частички через возможный барьер.

Парадокс туннелирования открыл в 1928 году Квантовые размерные эффекты наш соотечественник Г. А. Гамов, в первый раз получив решения уравнения Шредингера, описывающие возможность преодоления частичкой энергетического барьера, даже если ее энергия меньше высоты барьера. Отысканное решение разъясняло многие экспериментально наблюдавшиеся процессы и позволило осознать большой круг явлений, происходящих при вылете частички из ядра – базы атомной науки и техники. Многие Квантовые размерные эффекты считают, что за грандиозность результатов его работ, ставших основополагающими для многих наук, Г. А. Гамов был должен быть удостоен нескольких Нобелевских премий.


kvantovo-polevoj-mikromir-silnogo-i-slabogo-vzaimodejstvij-principi-kvantovoj-hromodinamiki-i-sistematiki-elementarnih-chastic.html
kvantovomehanicheskaya-sistema-i-eyo-naglyadnaya-model-doklad.html
kvarsinskaya-gar-kvarsa.html