電荷轉移能英文解釋翻譯、電荷轉移能的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 charge transfer energy
分詞翻譯:
電荷的英語翻譯:
charge; electric charge; electricity
【化】 electric charge
【醫】 charge
轉移的英語翻譯:
convey; shift; transfer; call away; change; devolve; displace; divert
【計】 handover; jump; XFER
【化】 metastasis
【醫】 abevacuation; diadexis; extensioin per saltam; metabasis; metachoresis
metaptosis; metastasis; metastasize; shift; transfer; transference
transport
【經】 alienation; transmission
能的英語翻譯:
ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【醫】 energy
專業解析
電荷轉移能(Charge Transfer Energy)在物理化學和材料科學中是一個核心概念,指電子從一個原子、分子或離子轉移到另一個原子、分子或離子時所涉及的能量變化。它量化了發生電荷遷移過程的難易程度和穩定性,是理解氧化還原反應、光電過程、催化機理以及材料電子性質(如導電性、超導性)的關鍵參數。
從中英文術語對照角度:
- 電荷轉移能 (Hàn yǔ): Charge Transfer Energy (Yīng yǔ)
- 電荷 (Diàn hè): Charge
- 轉移 (Zhuǎn yí): Transfer
- 能 (Néng): Energy
核心原理與組成:
電荷轉移能通常由幾個關鍵能量項構成:
- 電離能 (Ionization Energy, IP): 将電子從供體(D)移走所需的最小能量。
- 電子親和能 (Electron Affinity, EA): 電子受體(A)獲得一個電子時釋放的能量。
- 庫侖相互作用能 (Coulomb Interaction Energy, C): 電荷轉移後,新形成的離子對(D⁺和A⁻)之間的靜電吸引能(通常為負值,表示穩定化)。
因此,電荷轉移能(ΔE)可以近似表示為:
$$
ΔE = IP_D - EA_A - C
$$
其中 IP_D 是供體的電離能,EA_A 是受體的電子親和能,C 是庫侖項。 該公式表明,較低的供體電離能、較高的受體電子親和能以及較強的離子間庫侖吸引都有利于電荷轉移過程的發生(即 ΔE 更負或更小)。
應用場景:
- 光化學與光物理: 在光敏材料、太陽能電池中,電荷轉移能決定了光激發後電子從給體到受體的分離效率,是産生光電流的關鍵步驟。
- 電化學: 電極反應的本質就是電荷(電子)在電極與電解質溶液界面間的轉移,電荷轉移能直接影響反應速率(即電流大小)。
- 材料科學: 在導電聚合物、有機半導體、過渡金屬氧化物中,電荷轉移能影響材料的能帶結構、載流子濃度和遷移率,決定其是導體、半導體還是絕緣體。
- 催化: 許多催化反應涉及反應物與催化劑之間的電荷轉移,該能量的大小影響催化活性和選擇性。
- 超導: 在某些高溫超導理論(如電荷轉移模型)中,電荷在銅氧面與電荷庫層之間的轉移能是理解超導機制的重要參數。
相關概念辨析:
- 帶隙 (Band Gap): 電荷轉移能常與帶隙有關,特别是在描述電荷轉移型絕緣體或半導體時,電荷轉移能的大小直接影響材料的帶隙寬度。
- 激子結合能 (Exciton Binding Energy): 在激子(電子-空穴對)中,電荷轉移能的概念有助于理解電子和空穴之間的庫侖束縛強度。
權威參考來源:
- 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 (諾貝爾獎得主關于電子轉移理論的開創性綜述,奠定理論基礎)
- Kittel, C. (2005). Introduction to Solid State Physics (8th ed.). Wiley. (經典固體物理教材,涉及材料中的電荷轉移與能帶理論)
- Bard, A. J., & Faulkner, L. R. (2001). Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2nd ed.). Wiley. (權威電化學教材,詳細闡述電極過程的電荷轉移動力學)
- Bockris, J. O'M., & Reddy, A. K. N. (1998). Modern Electrochemistry 2A: Fundamentals of Electrodics. Plenum Press. (深入讨論電化學界面的電荷轉移過程)
- Neamen, D. A. (2012). Semiconductor Physics and Devices: Basic Principles (4th ed.). McGraw-Hill. (闡述半導體中電荷轉移與器件工作原理的聯繫)
網絡擴展解釋
電荷轉移能(Charge Transfer Energy)是描述電荷在轉移過程中涉及的能量變化的術語,主要應用于物理、化學及材料科學領域。以下是其核心解釋:
1.基本定義
電荷轉移能指電荷從一個實體(原子、離子、分子)轉移到另一個實體時所需的能量,或在此過程中釋放的能量。該能量與電離能、電子親和能及勢能差相關。
2.原子/離子碰撞中的電荷轉移能
在正離子與中性原子碰撞時(如Ne⁺與Ar),電荷轉移能表現為兩者的勢能差ΔE,計算公式為:
$$
ΔE = |E{text{電離,供體}} - E{text{電離,受體}}|
$$
例如,氖的電離能高于氩,故ΔE為正值,碰撞時會釋放能量。
3.分子配合物中的電荷轉移能
在電荷轉移配合物中,能量差體現為供體的最高占據分子軌道(HOMO)與受體的最低未占據分子軌道(LUMO)之間的躍遷能。計算公式為:
$$
E_{text{CT}} = I_p^{text{供體}} - E_a^{text{受體}} - C
$$
其中,(I_p)為供體電離能,(E_a)為受體電子親和能,(C)為靜電修正項。
4.影響因素
- 電離能差異:供體與受體的電離能差越大,ΔE越高,電荷轉移越難發生。
- 共振條件:同種元素的離子與原子間易發生共振電荷轉移(ΔE≈0),能量效率最高。
- 環境作用:電場、表面濕度等外界條件可能改變能量阈值。
5.應用場景
- 氣體放電:用于解釋離子形成與中和過程。
- 材料科學:設計有機半導體或光電材料時,需調控電荷轉移能以提高效率。
如需更完整的公式推導或實驗案例,可參考化學及固态物理領域的專業文獻。
分類
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