Γιατί τα δωρεάν ηλεκτρόνια βοηθούν τα μέταλλα να διεξάγουν;

Τα δωρεάν ηλεκτρόνια είναι το κλειδί για την αγωγιμότητα του Metal. Εδώ είναι γιατί:

* Το μοντέλο "Sea of ​​Electrons": Στα μέταλλα, τα εξωτερικά ηλεκτρόνια κάθε ατόμου είναι χαλαρά δεσμευμένα. Αυτά τα ηλεκτρόνια δεν συνδέονται με ένα συγκεκριμένο άτομο, αλλά μάλλον κινούνται ελεύθερα σε όλη τη δομή του μετάλλου. Αυτό δημιουργεί μια "θάλασσα" των απομακρυσμένων ηλεκτρονίων.

* Drifting σε ένα ηλεκτρικό πεδίο: Όταν ένα ηλεκτρικό πεδίο εφαρμόζεται σε ένα μέταλλο, αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια βιώνουν μια δύναμη και αρχίζουν να παρασύρονται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Αυτή η κατευθυνόμενη κίνηση των ηλεκτρονίων αποτελεί ηλεκτρικό ρεύμα.

* υψηλή αγωγιμότητα: Δεδομένου ότι υπάρχουν τόσα πολλά ελεύθερα ηλεκτρόνια που είναι άμεσα διαθέσιμα για κίνηση, τα μέταλλα προσφέρουν πολύ μικρή αντίσταση στη ροή του ρεύματος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μέταλλα είναι εξαιρετικοί αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας.

Σε αντίθεση:

* μονωτήρες: Σε μη μέταλλα (μονωτήρες), τα ηλεκτρόνια συνδέονται στενά με τα άτομα τους. Δεν κινούνται ελεύθερα, οπότε δεν υπάρχουν δωρεάν ηλεκτρόνια για να μεταφέρουν ένα ηλεκτρικό ρεύμα.

* ημιαγωγοί: Οι ημιαγωγοί είναι υλικά με αγωγιμότητα μεταξύ εκείνης των αγωγών και των μονωτών. Η αγωγιμότητά τους μπορεί να ελεγχθεί μέσω της θερμοκρασίας ή της παρουσίας ακαθαρσιών.

Σκεφτείτε με αυτόν τον τρόπο:

Φανταστείτε ένα πλήθος ανθρώπων. Εάν όλοι είναι σφιχτά συσκευασμένοι και κρατώντας τα χέρια, είναι δύσκολο για αυτούς να κινούνται γύρω (όπως τα ηλεκτρόνια σε ένα μονωτικό). Αλλά αν όλοι είναι ελεύθεροι να περιπλανηθούν (όπως τα ελεύθερα ηλεκτρόνια σε ένα μέταλλο), μπορούν εύκολα να κινηθούν ως απάντηση σε μια ώθηση (όπως ένα ηλεκτρικό πεδίο).