Τι είναι τα ηλεκτρόνια αγωγιμότητας;
1. Τι τους κάνει "αγωγιμότητα" ηλεκτρόνια;
* ηλεκτρόνια στο εξωτερικό κέλυφος: Αυτά τα ηλεκτρόνια είναι πιο απομακρυσμένα από τον πυρήνα και βιώνουν την πιο αδύναμη έλξη.
* Χαλαρά δεσμευμένα: Σε ορισμένα υλικά, αυτά τα εξωτερικά ηλεκτρόνια συνδέονται μόνο χαλαρά στο άτομο. Είναι σχετικά εύκολο να αποσπαστούν και να μετακινηθούν μέσα στο υλικό.
* Κινητό: Αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια μπορούν εύκολα να μετακινηθούν σε όλο το υλικό όταν εφαρμόζεται ένα ηλεκτρικό πεδίο, μεταφέροντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα.
2. Γιατί είναι σημαντικά;
* Ηλεκτρική αγωγιμότητα: Τα ηλεκτρόνια αγωγιμότητας είναι το κλειδί για το γιατί ορισμένα υλικά είναι καλοί αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας. Όσο πιο ελεύθερα ηλεκτρόνια έχει ένα υλικό, τόσο καλύτερα διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια.
* Θερμική αγωγιμότητα: Τα ηλεκτρόνια αγωγιμότητας παίζουν επίσης ρόλο στη θερμική αγωγιμότητα. Μπορούν να μεταφέρουν θερμική ενέργεια καθώς κινούνται σε όλο το υλικό.
3. Παραδείγματα:
* μέταλλα: Τα μέταλλα είναι εξαιρετικοί αγωγοί επειδή έχουν μια "θάλασσα" ελεύθερων ηλεκτρονίων. Η ατομική δομή των μετάλλων επιτρέπει σε αυτά τα ηλεκτρόνια να κινούνται ελεύθερα.
* ημιαγωγοί: Οι ημιαγωγοί έχουν λιγότερα ελεύθερα ηλεκτρόνια από τα μέταλλα, αλλά μπορούν να ελεγχθούν για να αυξήσουν την αγωγιμότητά τους μέσω του ντόπινγκ (προσθέτοντας ακαθαρσίες).
4. Πώς διαφέρουν από άλλα ηλεκτρόνια:
* ηλεκτρόνια σθένους: Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι τα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό κέλυφος. Ενώ μερικά ηλεκτρόνια σθένους γίνονται ηλεκτρόνια αγωγιμότητας, δεν είναι όλοι.
* ηλεκτρόνια πυρήνα: Τα ηλεκτρόνια πυρήνα είναι πιο κοντά στον πυρήνα και είναι στενά συνδεδεμένα. Δεν είναι ελεύθεροι να κινούνται και δεν συμβάλλουν στην ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Συνοπτικά, τα ηλεκτρόνια αγωγιμότητας είναι τα κινητά, χαλαρά δεσμευμένα ηλεκτρόνια σε ένα υλικό που επιτρέπει τη ροή της ηλεκτρικής ενέργειας.
