Γιατί είναι οι περισσότεροι οργανικοί μη εξοπλισμένοι ηλεκτρικής ενέργειας;
1. Ομοιοπολική συγκόλληση:
* Οι οργανικές ενώσεις συγκρατούνται κυρίως από ομοιοπολικούς δεσμούς. Αυτό σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια μοιράζονται μεταξύ των ατόμων αντί να είναι ελεύθερα να κινούνται σε όλο το υλικό.
* Αυτή η εντοπισμένη κατανομή ηλεκτρονίων εμποδίζει τη ροή του φορτίου, η οποία είναι απαραίτητη για την ηλεκτρική αγωγιμότητα.
2. Έλλειψη δωρεάν ηλεκτρονίων:
* Τα οργανικά μόρια γενικά δεν έχουν πολλά ελεύθερα ηλεκτρόνια.
* Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια είναι ηλεκτρόνια που δεν συνδέονται στενά με κάποιο συγκεκριμένο άτομο και μπορούν εύκολα να μετακινηθούν, μεταφέροντας ηλεκτρικό ρεύμα.
* Στα περισσότερα οργανικά μόρια, όλα τα ηλεκτρόνια εμπλέκονται στη συγκόλληση, αφήνοντας λίγα αν υπάρχουν ελεύθεροι να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια.
3. Αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις:
* Τα οργανικά μόρια συχνά συγκρατούνται από σχετικά αδύναμες ενδομοριακές δυνάμεις όπως οι δυνάμεις van der Waals ή οι δεσμοί υδρογόνου.
* Αυτές οι δυνάμεις δεν είναι αρκετά ισχυρές για να δημιουργήσουν μια συνεχή οδό για τα ηλεκτρόνια να μετακινούνται μέσω του υλικού, περιορίζοντας την αγωγιμότητα.
Εξαιρέσεις:
* γραφίτη: Μια αξιοσημείωτη εξαίρεση είναι ο γραφίτης, μια μορφή άνθρακα με μια στρωματοποιημένη δομή. Τα ηλεκτρόνια μέσα στα στρώματα μπορούν να κινηθούν ελεύθερα, καθιστώντας τον γραφίτη έναν καλό αγωγό ηλεκτρικής ενέργειας.
* Έγινε πολυμερή: Ορισμένα πολυμερή έχουν κατασκευαστεί με συγκεκριμένες δομές που επιτρέπουν την κινητικότητα των ηλεκτρονίων, καθιστώντας τα αγώγιμα.
* Οργανικοί ημιαγωγοί: Τα οργανικά υλικά μπορούν μερικές φορές να γίνουν ημι-συγκρατήματα από το ντόπινγκ ή τη δημιουργία συγκεκριμένων δομών, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές όπως τα οργανικά ηλιακά κύτταρα και τα τρανζίστορ.
Συνοπτικά: Η έλλειψη ελεύθερων ηλεκτρονίων, η ισχυρή ομοιοπολική συγκόλληση και οι αδύναμες ενδομοριακές δυνάμεις στις περισσότερες οργανικές ενώσεις συμβάλλουν στη μη παραγωγική τους φύση. Ωστόσο, υπάρχουν εξαιρέσεις και συνεχιζόμενες έρευνες για την ανάπτυξη αγώγιμων οργανικών υλικών για διάφορες εφαρμογές.
