Γιατί τα ιοντικά στερεά δεν μπορούν να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια στη στερεά κατάσταση;
1. Δομή:
* σταθερά ιόντα: Τα ιοντικά στερεά αποτελούνται από μια τακτική διάταξη θετικά φορτισμένων κατιόντων και αρνητικά φορτισμένα ανιόντα που συγκρατούνται από ισχυρές ηλεκτροστατικές δυνάμεις. Αυτά τα ιόντα καταλαμβάνουν συγκεκριμένες θέσεις πλέγματος και ουσιαστικά σταθεροποιούνται στη θέση τους.
* Χωρίς δωρεάν ηλεκτρόνια: Σε αντίθεση με τα μέταλλα, όπου τα ηλεκτρόνια είναι απομακρυσμένα και ελεύθερα για να μετακινηθούν, τα ιοντικά στερεά έχουν ηλεκτρόνια που συνδέονται σφιχτά μέσα στους ιοντικούς δεσμούς. Αυτά τα ηλεκτρόνια δεν είναι άμεσα διαθέσιμα για αγωγιμότητα.
2. Έλλειψη κινητικότητας:
* Δεν υπάρχουν μεταφορείς ελεύθερης χρέωσης: Δεδομένου ότι τα ιόντα είναι κλειδωμένα στις θέσεις πλέγματος τους, δεν μπορούν εύκολα να κινηθούν υπό την επήρεια ενός ηλεκτρικού πεδίου. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχουν διαθέσιμοι φορείς ελεύθερης χρέωσης για τη μεταφορά του ηλεκτρικού ρεύματος.
* Υψηλή ενέργεια ενεργοποίησης: Για να σπάσει τις ισχυρές ηλεκτροστατικές δυνάμεις και να επιτρέπεται η κίνηση των ιόντων, απαιτείται σημαντική ποσότητα ενέργειας. Αυτή η υψηλή ενέργεια ενεργοποίησης εμποδίζει τα ιόντα να κινούνται ελεύθερα σε τυπικές θερμοκρασίες.
3. Αγωγιμότητα σε τετηγμένη κατάσταση:
* Σημείο τήξης: Όταν τα ιοντικά στερεά λιώνουν, η άκαμπτη δομή διασπάται. Τα ιόντα γίνονται ελεύθερα να κινηθούν, δημιουργώντας μεταφορείς κινητής τηλεφωνίας.
* Συμπεριφορά ηλεκτρολύτη: Οι τετηγμένες ιοντικές ενώσεις συμπεριφέρονται ως ηλεκτρολύτες, διεξάγοντας ηλεκτρική ενέργεια μέσω της κίνησης των ιόντων.
Συνοπτικά:
Τα ιοντικά στερεά δεν έχουν φορείς ελεύθερης χρέωσης και έχουν μια άκαμπτη δομή που εμποδίζει την κίνηση των ιόντων. Αυτό περιορίζει την ηλεκτρική αγωγιμότητα στη στερεά κατάσταση. Ωστόσο, όταν λιωθεί, παρουσιάζουν αγωγιμότητα λόγω της κινητικότητας των ιόντων.
