Οι καλοί μοριακοί κρύσταλλοι διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια;

Όχι, οι καλοί μοριακοί κρύσταλλοι τυπικά Μην Διεξαγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Εδώ είναι γιατί:

* αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις: Οι μοριακοί κρύσταλλοι συγκρατούνται από αδύναμες ενδομοριακές δυνάμεις όπως οι δυνάμεις van der Waals ή οι δεσμοί υδρογόνου. Αυτές οι δυνάμεις είναι πολύ πιο αδύναμες από τους ιοντικούς ή ομοιοπολικούς δεσμούς που βρίσκονται σε μέταλλα ή ιοντικά στερεά.

* Τοπικά ηλεκτρόνια: Τα ηλεκτρόνια σε μοριακούς κρυστάλλους εντοπίζονται σε μεμονωμένα μόρια. Δεν είναι ελεύθεροι να κινούνται σε όλο το κρυσταλλικό πλέγμα, το οποίο είναι απαραίτητο για την ηλεκτρική αγωγιμότητα.

* Energy Gap: Υπάρχει ένα σημαντικό ενεργειακό χάσμα μεταξύ του υψηλότερου κατεχόμενου μοριακού τροχιακού (HOMO) και του χαμηλότερου μη κατειλημμένου μοριακού τροχιακού (LUMO). Αυτό το χάσμα καθιστά δύσκολο για τα ηλεκτρόνια να μεταβούν σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας και να συμβάλουν στην αγωγιμότητα.

Εξαιρέσεις:

Ενώ οι περισσότεροι μοριακοί κρύσταλλοι είναι μονωτήρες, υπάρχουν εξαιρέσεις:

* Οργανικοί αγωγοί: Ορισμένα οργανικά μόρια, όπως το πολυακετυλενίου και το τετραθιιαλένιο (TTF), παρουσιάζουν αγωγιμότητα λόγω των μετατοπισμένων συστημάτων Pi-Electron. Αυτά τα συστήματα επιτρέπουν στα ηλεκτρόνια να κινούνται πιο ελεύθερα μέσα στον κρύσταλλο.

* Σύμπλοκα μεταφοράς φόρτισης: Ορισμένα σύμπλοκα που σχηματίζονται από την αλληλεπίδραση των δότη ηλεκτρονίων και των μορίων δέκτη μπορούν να παρουσιάσουν αγωγιμότητα. Η μεταφορά ηλεκτρονίων μεταξύ αυτών των μορίων μπορεί να διευκολύνει την ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Συνοπτικά:

Οι καλοί μοριακοί κρύσταλλοι είναι γενικά κακοί αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας λόγω των αδύναμων διαμοριακών δυνάμεων τους, των εντοπισμένων ηλεκτρόνων και του σημαντικού ενεργειακού χάσματος. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες εξαιρέσεις με τη μορφή οργανικών αγωγών και συμπλοκών μεταφοράς φορτίου.