Πώς πραγματοποιείται η αγωγιμότητα σε μη μέταλλα;
* Phonons: Τα μη μέταλλα έχουν στενά δεσμευμένα ηλεκτρόνια μέσα στα άτομα τους. Αυτά τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να κινηθούν ελεύθερα σε μέταλλα. Αντ 'αυτού, τα ίδια τα άτομα δονείται. Αυτές οι δονήσεις, που ονομάζονται φωνόνια, μεταφέρουν ενέργεια μέσω του υλικού.
* Μεταφορά ενέργειας: Όταν το ένα άκρο ενός μη μέταλλου θερμαίνεται, τα άτομα στο τέλος αυτό δονείται πιο έντονα. Αυτή η αυξημένη δόνηση μεταφέρεται σε γειτονικά άτομα μέσω συγκρούσεων. Αυτές οι συγκρούσεις διαδίδουν τη θερμική ενέργεια σε όλο το υλικό.
* Περιορισμένη αγωγιμότητα: Επειδή τα φωνόνια είναι λιγότερο αποτελεσματικά στη μεταφορά ενέργειας από τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, τα μη μέταλλα είναι γενικά κακοί αγωγοί θερμότητας.
Βασικά σημεία:
* μονωτήρες: Πολλά μη μέταλλα είναι εξαιρετικοί μονωτήρες, που σημαίνει ότι αντιστέκονται στη ροή της θερμότητας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα στενά συνδεδεμένα ηλεκτρόνια τους εμποδίζουν την εύκολη μεταφορά ενέργειας.
* Εξάρτηση θερμοκρασίας: Η αγωγιμότητα φωνών αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα άτομα δονείται πιο έντονα σε υψηλότερες θερμοκρασίες, οδηγώντας σε συχνότερες συγκρούσεις και ταχύτερη μεταφορά ενέργειας.
* Εξαιρέσεις: Ορισμένα μη μέταλλα, όπως το Diamond, είναι εκπληκτικά καλοί θερμικοί αγωγοί λόγω της ισχυρής, άκαμπτης ατομικής δομής τους.
Παραδείγματα:
* Ξύλο: Το ξύλο είναι ένας φτωχός αγωγός θερμότητας, γι 'αυτό χρησιμοποιείται για έπιπλα και δομικά υλικά.
* γυαλί: Το γυαλί είναι ένας άλλος φτωχός αγωγός, γι 'αυτό το ζεστό γυαλί μπορεί να χειριστεί με γυμνά χέρια για σύντομες περιόδους.
* Πλαστικό: Τα πλαστικά είναι γενικά καλοί μονωτές, καθιστώντας τους κατάλληλους για ηλεκτρική μόνωση.
Εν ολίγοις: Τα μη μέταλλα διεξάγουν θερμότητα μέσω των δονήσεων των ατόμων τους, τα οποία είναι λιγότερο αποτελεσματικά από την κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων σε μέταλλα. Αυτό καθιστά τα μη μέταλλα γενικά φτωχούς αγωγούς θερμότητας, οδηγώντας στη χρήση τους ως μονωτήρες σε πολλές εφαρμογές.
