Ποιοι κρύσταλλοι διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια επειδή τα ηλεκτρόνια σθένους είναι ελεύθερα να κινούνται σε όλο το κρυσταλλικό πλέγμα;
* Μεταλλική σύνδεση: Τα μέταλλα έχουν έναν μοναδικό τύπο συγκόλλησης όπου τα ηλεκτρόνια σθένους (εξώτατα ηλεκτρόνια) δεν συνδέονται στενά με μεμονωμένα άτομα. Αντ 'αυτού, σχηματίζουν μια "θάλασσα" από απομακρυσμένα ηλεκτρόνια που μπορούν να κινηθούν ελεύθερα σε όλο το κρυσταλλικό πλέγμα.
* Ηλεκτρική αγωγιμότητα: Αυτή η "θάλασσα" των ηλεκτρονίων επιτρέπει την εύκολη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Όταν εφαρμόζεται ένα ηλεκτρικό πεδίο, αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια μπορούν εύκολα να μετακινηθούν, μεταφέροντας το φορτίο σε όλο το υλικό.
Παραδείγματα μεταλλικών κρυστάλλων που διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια:
* Χαλκός (Cu): Ένα εξαιρετικά αγώγιμο μέταλλο που χρησιμοποιείται συνήθως στην ηλεκτρική καλωδίωση.
* χρυσό (AU): Ένας άλλος εξαιρετικός αγωγός, ο οποίος βραβευμένος για την αντίστασή του στη διάβρωση.
* ασήμι (AG): Ο καλύτερος ηλεκτρικός αγωγός μεταξύ των μετάλλων, αλλά το υψηλό κόστος του περιορίζει τη χρήση του.
* αλουμίνιο (al): Ένας ελαφρύς και σχετικά φθηνός αγωγός, που χρησιμοποιείται συχνά σε γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.
Άλλοι τύποι υλικών και η αγωγιμότητά τους:
* μονωτήρες: Υλικά όπως το γυαλί, το καουτσούκ και τα πλαστικά έχουν στενά δεσμευμένα ηλεκτρόνια σθένους. Αυτά τα ηλεκτρόνια δεν είναι ελεύθερα να κινηθούν, καθιστώντας αυτά τα υλικά κακούς αγωγούς ηλεκτρικής ενέργειας.
* ημιαγωγοί: Υλικά όπως το πυρίτιο και το γερμανικό έχουν αγωγιμότητα μεταξύ μετάλλων και μονωτών. Η αγωγιμότητά τους μπορεί να ελεγχθεί με την προσθήκη ακαθαρσιών, γεγονός που τις καθιστά κατάλληλες για ηλεκτρονικές συσκευές.
Key Takeaway: Η ικανότητα ενός κρυστάλλου για τη διεξαγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σχετίζεται άμεσα με την κινητικότητα των ηλεκτρονίων σθένους. Τα μέταλλα έχουν ηλεκτρόνια σθένους ελεύθερης μετακίνησης, καθιστώντας τα εξαιρετικά ηλεκτρικούς αγωγούς.
