Τι είναι η ατομική δομή τους που επιτρέπει στα στοιχεία να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια;
1. Ηλεκτρόνια σθένους:
* μέταλλα έχουν χαλαρά δεσμευμένα Electrons Salence στο εξώτατο κέλυφος τους. Αυτά τα ηλεκτρόνια απομακρύνονται εύκολα από τα άτομα τους και μπορούν να κινούνται ελεύθερα μέσα στη μεταλλική δομή. Αυτή η "θάλασσα" ελεύθερων ηλεκτρονίων είναι αυτό που κάνει τα μέταλλα εξαιρετικούς αγωγούς.
* Μη μέταλλα , από την άλλη πλευρά, έχουν στενά δεσμευμένα ηλεκτρόνια σθένους που δεν απελευθερώνονται εύκολα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μη μέταλλα γενικά δρουν ως μονωτήρες.
2. Ενεργειακές ζώνες:
* Σε ένα στερεό, τα επίπεδα ενέργειας των ηλεκτρονίων δεν είναι διακριτά αλλά σχηματίζουν ζώνες. Η ζώνη σθένος Περιέχει τα ηλεκτρόνια σθένους, ενώ η ζώνη αγωγιμότητας αντιπροσωπεύει υψηλότερα επίπεδα ενέργειας όπου τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινούνται ελεύθερα.
* μέταλλα έχουν επικαλυπτόμενες ζώνες σθένους και αγωγιμότητας, επιτρέποντας στα ηλεκτρόνια να πηδούν εύκολα στη ζώνη αγωγιμότητας και να φέρουν ένα ηλεκτρικό ρεύμα.
* Μονωτικά Έχετε ένα μεγάλο ενεργειακό χάσμα μεταξύ των ζωνών σθένους και αγωγιμότητας, καθιστώντας πολύ δύσκολο τα ηλεκτρόνια να μετακινηθούν στη ζώνη αγωγιμότητας.
3. Αγκυιεύσεις:
* καλοί αγωγοί Έχετε πολλά ελεύθερα ηλεκτρόνια και ένα μικρό ενεργειακό χάσμα μεταξύ των ζωνών σθένους και αγωγιμότητας. Αυτό επιτρέπει την εύκολη ροή ηλεκτρονίων και την υψηλή αγωγιμότητα.
* Φτωχοί αγωγοί Έχετε λιγότερα ελεύθερα ηλεκτρόνια και μεγαλύτερο ενεργειακό κενό, καθιστώντας τη ροή ηλεκτρονίων πιο δύσκολη και χαμηλότερη αγωγιμότητα.
Παραδείγματα:
* Χαλκός: Ένας καλός αγωγός με ένα μόνο ηλεκτρόνιο σθένος που κινείται εύκολα μέσα στη δομή του.
* πυρίτιο: Ένας ημιαγωγός με μέτριο ενεργειακό κενό, επιτρέποντας ελεγχόμενη αγωγιμότητα.
* Diamond: Ένας μονωτής με μεγάλο ενεργειακό κενό, εμποδίζοντας τη ροή ηλεκτρονίων.
Συνοπτικά, η ικανότητα ενός στοιχείου για τη διεξαγωγή ηλεκτρικής ενέργειας εξαρτάται από τη διαθεσιμότητα ελεύθερων ηλεκτρονίων και την ευκολία με την οποία μπορούν να μετακινηθούν μέσω του υλικού. Αυτό καθορίζεται από την ατομική δομή του στοιχείου και συγκεκριμένα τη διάταξη και τη δέσμευση των ηλεκτρονίων σθένους του.
