注意:1,面的运算过程中,都假定每个原子提供一个自日电子,如果每个原子提供乙个电子,5ZT2TZN.kB2TF24元*TF2.热容的讨论中,有的文献习惯用克分子热容,有的则习惯使用单位体积热容,公式形式上是相同的,只是使用n或NA的差别
实验结果:K的热容实验曲线。见Kittel8版p105C=+bT223.0C/T=2.08+2.57T2tX.1ou/ru'1/o钾2.52.00.10.30.20T2/K2实验点准确的落在直线上充分说明了理论公式的可靠性。由此确定出:=2.08,自由电子模型的计算值=1.668能带论在考虑了晶格势场对自由电子的影响,可以解释这个差异的来源
黄昆书p285若干金属的电子热容系数r(mJ/mol·K)的实验值LiBeBcN1.630.11PNaAlSiMg1.381.31.35SeTiVKCaNiCuZnGaGeAsCr Mn(y) FeGo0.102.082.910.73.359.261.409.204.984.737.020.6950.640.596YSrZrRbNbMoPdAgCdInTe RuRhSn(白)Sb0.1110.22.807.792.0-3.34.99.422.413.60.6460.6881.691.78PtBaLawIrBiCsHfTaReOsAuPbTIHg(a)3.110.02.165.96.80.7291.791.472.980.0083.202.71.32.32.4
表2金属中电于比热容常数的实验值和基于自由电子的计算值(引自NPhillips和N.Pearlman所汇编的资料,热有效质量由式(38)定义)LBeBc1.630.17摘白Kittel8版p1050.7490.5002.180.34NaMgAISiP1.381.3的观测值,mJ-mol-lK21.350.992联好1.094自由电于的计鲜值mmoF牌0.01211.261.3mu/m-(y观测值)(自由电子1)1.48TIvCrKCaScMn(Y)FeCoNICuZnGaGeAs2.082.910.73.359.261.409.204.984.737.020.6950.640.5960.191.5118680.5050.7531.0251.251.91.380.850.58RDSrYzrNDMoTCRuRnPdCdAginSn(m)Sb2.413.610.22.807.792.03.34.99.420.6460.6881.691.780.1117901.911光糖0.6450.9481.2331.4102.01.261.000.731.371.26CsBaLaHfTewReOsIrPtAuTIPbBIHg(u)2.710.3.202.165.92.31.32.43.16.80.7291.791.472.980.0082.2381.9370.9520.6421.291.5001.431.41.141.881.141.97系数Y的观测值具有所预期的量级,但是同利用关系式(17)和式(34)对质量为m的自由电子所作的计算结果符合得不甚好。在实际应用中,通常将电子比热容的观测值与自由电子的比热容值之比表示为热有效质量mth(thermaleffectivemass)与电于质量m之比,其中m由下面关系式定义:
T元()号(部N.k22T1mih实验mm自由yocm电子热运动中的有效质量与真实质量不同电子与晶格相互作用一自由电子近似的不准确性电子与声子的相互作用电子与电子的相互作用一独立电子近似的不准确性从上表中可以看到几个过渡族元素Mn,Fe,Co,Ni具有较高的电子热容量,这是由于过渡金属成键一部分由比较局域的3d轨道成键电子与晶格相互作用强
T E N k E T N k T T C N k F A B F A B F e A B 0 2 2 0 2 2 2 2 2 2 实验 mth F F F m EF 0 1 m m 自由 电子热运动中的有效质量与真实质量不同: 电子与晶格相互作用 – 自由电子近似的不准确性 电子与声子的相互作用 电子与电子的相互作用 – 独立电子近似的不准确性 从上表中可以看到几个过渡族元素Mn,Fe,Co,Ni 具有较高的电子 热容量,这是由于过渡金属成键一部分由比较局域的3d轨道成键, 电子与晶格相互作用强