金屬離子的電結(jié)晶過(guò)程主要經(jīng)歷以下幾個(gè)步驟:
(1) 金屬離子的“瘦身”
在電解質(zhì)溶液中的金屬離子都不是簡(jiǎn)單鹽的離子,通常是絡(luò)合物離子。即使是簡(jiǎn)單鹽溶液中,金屬離子外圍也有極化水分子膜的包圍。在電場(chǎng)作用下進(jìn)入陰極區(qū)緊密層以前的金屬離子,必須去掉這些配體離子和水分子膜,使自己“瘦身”后,才能在電極表面獲得電子而還原。如果沒(méi)有這個(gè)步驟,金屬離子缺電子的空軌道被配體或極性水分子膜屏蔽,無(wú)法接受電子能量使自己還原。
(1) 還原為吸附原子
成為完全夥露的金屬離子在電極表面獲得電子成為可以在電極表面自由移動(dòng)的原子。靠吸附作用在表面移動(dòng),尋找最低能量的位置,也可以說(shuō)是向低位能處流動(dòng)。這個(gè)過(guò)程也可以叫做表面擴(kuò)散步驟。
(2) 進(jìn)入晶格
電極表面的低位能位置實(shí)際上是晶體表面的臺(tái)階位或“拐點(diǎn)”(參見(jiàn)圖1-4)。這些位置的能量比較低,原子進(jìn)入到這樣的位置才能夠穩(wěn)定下來(lái),成為結(jié)晶體的成員。這種適合接納新來(lái)的原子進(jìn)入晶格的地方,我們也可以將這些地方叫做“生長(zhǎng)點(diǎn)”。
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