金属为什么导电?
金属被认为是电的良导体。就化学而言,金属是一种能在溶液中产生正离子的化学物质。这意味着金属倾向于失去更多的电子,金属氧化物在水中形成碱性溶液。金属被称为自然界结晶的固体。金属中的原子将紧密地堆积在一起,在一个非常小的空间中存在几个原子。在金属中观察到的化学键称为金属键。
在金属晶体中,紧密排列的离子被一组自由价电子包围。自由电子不受任何特定离子的限制,它们不断地从一个离子移动到另一个离子。由于自由电子的存在,金属作为光的良好反射器。金属有能力反射落在其上的90%的光线。自由电子不会立即吸收或透射光。当我们观察金属和其他物质的导电性和导热性时,会有巨大的差异。
电池中的电解质导电率约为金属导体的百万分之一。非电解质和非金属的导电率不到金属良导体导电率的万亿分之一。金属借助其中的自由电子传导热量和电流。当电压施加在金属上时,电子会向金属的正极移动。自由电子的流动将受到可忽略的阻力,从而产生大量的电子流动。这种电子流被称为电流通道。热通过金属的传导也是自由电子的动能传递。
由于金属中有助于导电的电子是离域电子,因此电子云不会被任何一个原子所拥有。当电流通过金属的一侧时,金属中松散的电子非常有效地将电流传输到另一端。如果电子云被松散地固定住,电阻就会减小,因此电流的传导就会更大。在非导体中,不会有自由的电子,电子被原子紧紧地抓住。在非金属的轨道上拖动电子需要很高的能量,因此它们对电流通过有很高的电阻。
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