Понят "секрет" электрического заряда

[Herodotus]

Алекспо, доказательства (окончательные) дают только опыты, Природа. А Наука не знает даже достоверную структуру атома.
Модели, модели...

С металлом Вы элементарно не правы.

Прав он, прав. Согласитесь, если вы лично чего-то не знаете или не понимаете, это не основание приписывать это незнание и непонимание другим, тем более Науке с большой буквы Н. И уж тем более что вы не понимаете, что такое "модель", "опыт" и "достоверность".

Что касается свободных электронов, то у атомов металлов внешние электроны могут находиться достаточно далеко от ядра. В твёрдом (да и в жидком) состоянии, когда атомы упакованы близко друг к другу, эти электроны оказываются связаны со "своим" ядром (точнее, ионным остовом - ядром и более тесно связанными с ним электронами) почти так же, как с соседними, и в результате они отрываются и могут двигаться по всему объёму. Отсюда и термин "свободные электроны". Совсем улететь из металла они не могут - держит коллективный положительный заряд ионов. Эта картина (которую я тут нарисовал, разумеется, весьма упрощённо) прекрасно - количественно! - подтверждается множеством прямых экспериментов (например, термоэлектронная эмиссия) и наблюдаемых следствий и правильных предсказаний. В частности, именно благодаря свободным электронам металлы проводят ток, вследствие чего они экранируют электромагнитное поле, а это, в свою очередь, приводит к характерному металлическому блеску.  

[abrashinigor]

...доказательства (окончательные) дают только опыты,

Не дают. Результаты опытов всегда можно объяснить в рамках той или иной модели.
Причём разные коллаборации будут по разному объяснять. И все объяснения будут правильными. Потом, голосование...

[abrashinigor]

Что касается свободных электронов, то у атомов металлов внешние электроны могут находиться достаточно далеко от ядра. В твёрдом (да и в жидком) состоянии, когда атомы упакованы близко друг к другу, эти электроны оказываются связаны со "своим" ядром (точнее, ионным остовом - ядром и более тесно связанными с ним электронами) почти так же, как с соседними, и в результате они отрываются и могут двигаться по всему объёму.

Я что-то не понял? Если атом теряет электрон, то металл должен превращаться (как минимум) в изотоп.
Это наблюдалось?

[Михаил Гонца]

Не дают. Результаты опытов всегда можно объяснить в рамках той или иной модели.
Причём разные коллаборации будут по разному объяснять. И все объяснения будут правильными. Потом, голосование...

Это тоже верно. Самого Ньютона тоже долгое время не признавали. Пока он не объяснил приливы-отливы и комету Галлея...

[Herodotus]

Не дают. Результаты опытов всегда можно объяснить в рамках той или иной модели.
Причём разные коллаборации будут по разному объяснять. И все объяснения будут правильными. Потом, голосование...

Не так. Один опыт можно объяснять по-разному. Много - трудно. Очень много и из разных областей - практически невозможно.  

[Herodotus]

Я что-то не понял? Если атом теряет электрон, то металл должен превращаться (как минимум) в изотоп.
Это наблюдалось?

Чтобы превратиться в изотоп, атом должен потерять или приобрести нейтрон. Теряя или приобретая электрон, он всего-навсего ионизируется - превращается в ион. И это наблюдалось многократно.

[cherry]

Алексей, 1. а сколько в веществе "свободных" электронов?
2.Которые не в атоме? 3.Ну, чтобы они "скопились" в одном конце?
4. И где они находятся?
Или "свободные электроны" - это для "красного словца"?

1.Столько, сколько их в зоне проводимости конденсированного тела.

К слову, у металлов 1-й группы её роль играет валентная зона. И вот там, как пишет Алекспо, "свободных" ( то есть, способных переносить заряд) электронов практически столько же , сколько атомов.

Для металлов 2-й группы ( бериллий, цинк, ртуть...) концентрация электронов и дырок одного порядка, и для них иногда характерен (нетто) дырочный тип проводимости ( электричество переносится в основном положительными  зарядами) .
Для других металлов ( алюминий, железо…) ситуация ещё запутанней.  

2. Таких в металлах почти нет.
Практически все электроны так или иначе, "при атомах"] (твёрдотельные физики говорят: локализованы).
 Другой вопрос, что "свободные" электроны из числа валентных "принадлежат" не одному атому, а всему объёму металла ( делокализованные ) .
И ещё, реальные металлы имеют границы.
И часть электронов могут покидать металл, уходя в окружающее его пространство ( автоэлектронная эмиссия) . Число таких электронов растёт с температурой. На этом принципе работают вакуумные приборы: кинескопы телевизоров и мониторов.

Если рядом с металлом находится ещё какое-то тело, то оно способно эти электроны эмиссии захватывать. И между ним и металлом ( и любыми контактирующими телами) обязательно возникает разность потенциалов.
Химики называют эту штуку электрохимическим потенциалом.
На этом эффекте работают, в частности, аккумуляторы.

3. На одном конце они практически не скапливаются.  Лишь смещаются на какую-нибудь триллион-триллионную часть диаметра атома.

4. Везде.
Как говорят иные пошляки, "размазаны" по всему объёму.
В том смысле, что вероятность пребывания "свободного" электрона в любой части однордного по химическому составу конденсированного тела пропорциональна только её объёму.

[abrashinigor]

Не так. Один опыт можно объяснять по-разному. Много - трудно. Очень много и из разных областей - практически невозможно.  

Согласен. Именно поэтому и появляются КХД, КТП и так далее.
То есть, результат не сходится с предсказанием, поправляем теорию - и всё нормально.
Я не к тому, что теории не нужны, но соотносить их с физикой явлений время от времени необходимо.
Иначе выйдет то, что имеем сегодня. Физики нет - есть математика.

[Alexpo]

Алексей, мне снова цитаты привести? Уже приводил. Благо, они у меня в Worde.

Приведите, но точно и полностью, не вырывая фразы из контекста и не утрируя смысл.

Как что объяснять?
Где они находятся? Почему не "связаны"? Почему, будучи не "связанными" не вылетают? Сколько их в веществе?

Вообще-то в металлах правильнее говорить об электронах проводимости, поскольку при наличии кристаллической решетки они не до конца свободны. Впрочем их состояние похоже на состояние совсем свободных электронов, поэтому их часто называют свободными электронами и даже называют электронным газом (когда необходимо учесть межэлектронное взаимодействие используется модель электронной ферми-жидкости). Для понимания нюансов отсылаю к зонной теории. А кратко: В металлах часть электронов, как правило, валентные, отрывается от своих атомов и образуют электронный газ (жидкость), заполняющий кристаллическую решетку. Атомы кристаллической решетки воздействуют на свободные электроны, но удержать около себя не могут, такова уж особенность системы - кристаллической решетки. Поскольку в среднем вещество нейтрально, то эти электроны могут перемещаться по металлу. Именно благодаря этому возможен эл. ток. Внутри металла их удерживает электрическое поле положительно заряженной решетки. Вылетать они могут, если имеют достаточную энергию, например при нагреве вещества. На этом основана работа термоэлектронной эмиссии в катодах электронных ламп и в электронных пушках кинескопов и т.п.

[Herodotus]

Согласен. Именно поэтому и появляются КХД, КТП и так далее.
То есть, результат не сходится с предсказанием, поправляем теорию - и всё нормально.
Я не к тому, что теории не нужны, но соотносить их с физикой явлений время от времени необходимо.
Иначе выйдет то, что имеем сегодня. Физики нет - есть математика.

Что вы понимаете под физикой? Если объяснения на пальцах или сведение всего к твёрдым шарикам на пружинках, то такой "физики" нет и не будет. Физики без математического языка нет и не будет. С тем же успехом вы могли бы жаловаться лет пятьсот назад, когда вводили алгебраическую нотацию,  что математики нет - есть формулы.

[Alexpo]

Иначе выйдет то, что имеем сегодня. Физики нет - есть математика.

Ложное представление человека далекого от физики.

[abrashinigor]

Приведите, но точно и полностью, не вырывая фразы из контекста и не утрируя смысл.

Привожу. Ох...

А Вы наивно считаете, что наука - это вроде поиска клада: есть какие-то реально и объективно существующие сущности, а ученый просто должен их отыскать, установить их свойства и взаимоотношения между ними... А на самом деле ученый сам и рождает эти объекты.

Так физика она всего лишь и строит модели окружающего мира и сравнивает модель с реальностью. Ничего больше. Точка. И вопрос, существуют ли на самом деле объекты той или иной физической модели - кварки, атомы, поля, кирпичи - это не вопрос физики. Это если совсем строго.

Вопрос существования/несуществования - чистейшей воды философия. Сами концепции эти философские а не физические.

См выше. понятия физического и философского смысла - это не понятия физики. Это понятия над физикой, они из области философии. Но в данном случае "над" означает, что они не являются чем-то строгим и хорошо определенным. Следовательно научными методами установить, "правильный" или "неправильный" физический или философский смысл у модели, нельзя.

...В металлах часть электронов, как правило, валентные, отрывается от своих атомов и образуют электронный газ (жидкость), заполняющий кристаллическую решетку. Атомы кристаллической решетки воздействуют на свободные электроны, но удержать около себя не могут, такова уж особенность системы - кристаллической решетки. Поскольку в среднем вещество нейтрально, то эти электроны могут перемещаться по металлу. Именно благодаря этому возможен эл. ток. Внутри металла их удерживает электрическое поле положительно заряженной решетки. Вылетать они могут, если имеют достаточную энергию, например при нагреве вещества. На этом основана работа термоэлектронной эмиссии в катодах электронных ламп и в электронных пушках кинескопов и т.п.

Так, изотопы наблюдаются?

[Alexpo]

С тем же успехом вы могли бы жаловаться лет пятьсот назад, когда вводили алгебраическую нотацию,  что математики нет - есть формулы.

Вот-вот! Вместо того, чтобы считать как все нормальные люди на пальцах или на худой конец на абаке (счетах), эти гады ученые формулы, логарифмы, интегралы придумывают.... Никакого кухонного здравого смысла! 

[Herodotus]

Вообще-то в металлах правильнее говорить об электронах проводимости, поскольку при наличии кристаллической решетки они не до конца свободны.

"То ли дело диэлектрики, где каждый электрон, вращаясь по своей орбите, вносит свой маленький, но важный вклад в общий вектор поляризации!" (С) ("О пресловутой свободе электронов")

[Herodotus]

Так, изотопы наблюдаются?

Вы осознаёте, что ион и изотоп - это несколько более чем полностью разные вещи? 

[Herodotus]

Вот-вот! Вместо того, чтобы считать как все нормальные люди на пальцах или на худой конец на абаке (счетах), эти гады ученые формулы, логарифмы, интегралы придумывают.... Никакого кухонного здравого смысла! 

Не на счётах надо - на калькуляторе! Ткнул пальцем, и всё!

[Михаил Гонца]

Математика сильна, но не всесильна.
Она, например, не способна открыть новое принципиальное явление Природы.
Например, радиоактивность, деление ядра урана и многое другое...

[abrashinigor]

Что вы понимаете под физикой? Если объяснения на пальцах или сведение всего к твёрдым шарикам на пружинках, то такой "физики" нет и не будет. Физики без математического языка нет и не будет. С тем же успехом вы могли бы жаловаться лет пятьсот назад, когда вводили алгебраическую нотацию,  что математики нет - есть формулы.

А я не спорю здесь.
Просто математика из инструмента превратилась в самоцель.
Прекрасно предсказывает количественные результаты. Но, это не значит, что на ней нужно строить картину мира.

[abrashinigor]

Вы осознаёте, что ион и изотоп - это несколько более чем полностью разные вещи? 

Да, осознаю. Просто когда атом вещества теряет один электрон он превращается в свой изотоп. Я не прав?

[Alexpo]

Привожу. Ох...

Так вы смысл сказанного не понимаете. Здесь нигде не сказано, что физикам "природа по барабану". Здесь просто идет ответ на ваши неверные представления о сути физики как науки. Еще раз повторяю: Здесь сказано только то, что на основе изучения природы ученый может сделать только одну вещь - это построить модель исследуемого объекта и более ничего. . Т.е. Любая физика - это модель. Ее достоверность заключается только в том, что ее предсказания совпадают с действительностью. В этом и заключается исследование природы. Природа физике очень даже по барабану, поскольку она дает данные для модели и служит средством проверки.

Так, изотопы наблюдаются?

Без всякого высокомерия я вам заявляю, что вы не знаете школьную программу, где объясняется что такое изотоп... :(

Вам же уже написали, что при потере электрона атом становится ионом, а не изотопом....  
Изотопы отличаются количеством НЕЙТРОНОВ в ЯДРЕ т.е. массой ядра.