电荷转移能英文解释翻译、电荷转移能的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 charge transfer energy
分词翻译:
电荷的英语翻译:
charge; electric charge; electricity
【化】 electric charge
【医】 charge
转移的英语翻译:
convey; shift; transfer; call away; change; devolve; displace; divert
【计】 handover; jump; XFER
【化】 metastasis
【医】 abevacuation; diadexis; extensioin per saltam; metabasis; metachoresis
metaptosis; metastasis; metastasize; shift; transfer; transference
transport
【经】 alienation; transmission
能的英语翻译:
ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【医】 energy
专业解析
电荷转移能(Charge Transfer Energy)在物理化学和材料科学中是一个核心概念,指电子从一个原子、分子或离子转移到另一个原子、分子或离子时所涉及的能量变化。它量化了发生电荷迁移过程的难易程度和稳定性,是理解氧化还原反应、光电过程、催化机理以及材料电子性质(如导电性、超导性)的关键参数。
从中英文术语对照角度:
- 电荷转移能 (Hàn yǔ): Charge Transfer Energy (Yīng yǔ)
- 电荷 (Diàn hè): Charge
- 转移 (Zhuǎn yí): Transfer
- 能 (Néng): Energy
核心原理与组成:
电荷转移能通常由几个关键能量项构成:
- 电离能 (Ionization Energy, IP): 将电子从供体(D)移走所需的最小能量。
- 电子亲和能 (Electron Affinity, EA): 电子受体(A)获得一个电子时释放的能量。
- 库仑相互作用能 (Coulomb Interaction Energy, C): 电荷转移后,新形成的离子对(D⁺和A⁻)之间的静电吸引能(通常为负值,表示稳定化)。
因此,电荷转移能(ΔE)可以近似表示为:
$$
ΔE = IP_D - EA_A - C
$$
其中 IP_D 是供体的电离能,EA_A 是受体的电子亲和能,C 是库仑项。 该公式表明,较低的供体电离能、较高的受体电子亲和能以及较强的离子间库仑吸引都有利于电荷转移过程的发生(即 ΔE 更负或更小)。
应用场景:
- 光化学与光物理: 在光敏材料、太阳能电池中,电荷转移能决定了光激发后电子从给体到受体的分离效率,是产生光电流的关键步骤。
- 电化学: 电极反应的本质就是电荷(电子)在电极与电解质溶液界面间的转移,电荷转移能直接影响反应速率(即电流大小)。
- 材料科学: 在导电聚合物、有机半导体、过渡金属氧化物中,电荷转移能影响材料的能带结构、载流子浓度和迁移率,决定其是导体、半导体还是绝缘体。
- 催化: 许多催化反应涉及反应物与催化剂之间的电荷转移,该能量的大小影响催化活性和选择性。
- 超导: 在某些高温超导理论(如电荷转移模型)中,电荷在铜氧面与电荷库层之间的转移能是理解超导机制的重要参数。
相关概念辨析:
- 带隙 (Band Gap): 电荷转移能常与带隙有关,特别是在描述电荷转移型绝缘体或半导体时,电荷转移能的大小直接影响材料的带隙宽度。
- 激子结合能 (Exciton Binding Energy): 在激子(电子-空穴对)中,电荷转移能的概念有助于理解电子和空穴之间的库仑束缚强度。
权威参考来源:
- Marcus, R. A. (1993). Electron transfer reactions in chemistry: Theory and experiment. Reviews of Modern Physics, 65(3), 599. https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.65.599 (诺贝尔奖得主关于电子转移理论的开创性综述,奠定理论基础)
- Kittel, C. (2005). Introduction to Solid State Physics (8th ed.). Wiley. (经典固体物理教材,涉及材料中的电荷转移与能带理论)
- Bard, A. J., & Faulkner, L. R. (2001). Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2nd ed.). Wiley. (权威电化学教材,详细阐述电极过程的电荷转移动力学)
- Bockris, J. O'M., & Reddy, A. K. N. (1998). Modern Electrochemistry 2A: Fundamentals of Electrodics. Plenum Press. (深入讨论电化学界面的电荷转移过程)
- Neamen, D. A. (2012). Semiconductor Physics and Devices: Basic Principles (4th ed.). McGraw-Hill. (阐述半导体中电荷转移与器件工作原理的联系)
网络扩展解释
电荷转移能(Charge Transfer Energy)是描述电荷在转移过程中涉及的能量变化的术语,主要应用于物理、化学及材料科学领域。以下是其核心解释:
1.基本定义
电荷转移能指电荷从一个实体(原子、离子、分子)转移到另一个实体时所需的能量,或在此过程中释放的能量。该能量与电离能、电子亲和能及势能差相关。
2.原子/离子碰撞中的电荷转移能
在正离子与中性原子碰撞时(如Ne⁺与Ar),电荷转移能表现为两者的势能差ΔE,计算公式为:
$$
ΔE = |E{text{电离,供体}} - E{text{电离,受体}}|
$$
例如,氖的电离能高于氩,故ΔE为正值,碰撞时会释放能量。
3.分子配合物中的电荷转移能
在电荷转移配合物中,能量差体现为供体的最高占据分子轨道(HOMO)与受体的最低未占据分子轨道(LUMO)之间的跃迁能。计算公式为:
$$
E_{text{CT}} = I_p^{text{供体}} - E_a^{text{受体}} - C
$$
其中,(I_p)为供体电离能,(E_a)为受体电子亲和能,(C)为静电修正项。
4.影响因素
- 电离能差异:供体与受体的电离能差越大,ΔE越高,电荷转移越难发生。
- 共振条件:同种元素的离子与原子间易发生共振电荷转移(ΔE≈0),能量效率最高。
- 环境作用:电场、表面湿度等外界条件可能改变能量阈值。
5.应用场景
- 气体放电:用于解释离子形成与中和过程。
- 材料科学:设计有机半导体或光电材料时,需调控电荷转移能以提高效率。
如需更完整的公式推导或实验案例,可参考化学及固态物理领域的专业文献。
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