Γιατί η ουσία CH4 ως SiO2 δεν διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια;
μεθάνιο (CH4):
* ομοιοπολική σύνδεση: Το μεθάνιο είναι ένα μόριο που συγκρατείται από ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς. Αυτοί οι δεσμοί περιλαμβάνουν την κατανομή των ηλεκτρονίων μεταξύ των ατόμων άνθρακα και υδρογόνου. Αυτή η κοινή χρήση δημιουργεί ένα πολύ σταθερό μόριο.
* Χωρίς δωρεάν ηλεκτρόνια: Στο μεθάνιο, όλα τα ηλεκτρόνια συνδέονται στενά μέσα στους ομοιοπολικούς δεσμούς. Δεν υπάρχουν δωρεάν ηλεκτρόνια που μπορούν να κινηθούν ελεύθερα για να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα.
* Μοριακή δομή: Το μεθάνιο είναι ένα αέριο σε θερμοκρασία δωματίου. Τα μόρια κινούνται συνεχώς και συγκρουστούν, καθιστώντας ακόμη πιο δύσκολο τα ηλεκτρόνια να ρέουν.
διοξείδιο του πυριτίου (SiO2):
* γιγαντιαία ομοιοπολική δομή: Το διοξείδιο του πυριτίου (χαλαζία) έχει μια γιγαντιαία ομοιοπολική δομή. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν συνεχείς αλυσίδες ατόμων πυριτίου και οξυγόνου που συνδέονται με ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς καθ 'όλη τη διάρκεια της δομής.
* Ιδιότητες μονωτήρα: Τα ηλεκτρόνια είναι στενά συνδεδεμένα στους ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς. Αυτό καθιστά πολύ δύσκολο τα ηλεκτρόνια να κινούνται ελεύθερα και να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια.
* χάσμα ζώνης: Το διοξείδιο του πυριτίου έχει ένα μεγάλο χάσμα ζώνης, το οποίο είναι η διαφορά ενέργειας μεταξύ της ζώνης σθένους (όπου διαμένουν ηλεκτρόνια) και της ζώνης αγωγιμότητας (όπου τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινούνται ελεύθερα). Αυτό το μεγάλο χάσμα ζώνης εμποδίζει τα ηλεκτρόνια να πηδούν εύκολα στη ζώνη αγωγιμότητας και να μεταφέρουν ρεύμα.
Συνοπτικά:
Τόσο το μεθάνιο όσο και το διοξείδιο του πυριτίου είναι ηλεκτρικοί μονωτήρες, επειδή τα ηλεκτρόνια τους συνδέονται στενά μέσα στις δομές τους, εμποδίζοντας τους να κινούνται ελεύθερα για να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα.
