Хорошая проводимость металлов объясняется тем что в металлах


Хорошая проводимость металлов объясняется тем, что в металлах:

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
  • Все категории
  • экономические 42,901
  • гуманитарные 33,438
  • юридические 17,873
  • школьный раздел 597,902
  • разное 16,713

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

Почему металлы являются хорошими проводниками электричества?

Здесь мы объяснили характеристики металлов, которые делают их очень хорошими проводниками.

Давайте сначала выясним, в чем разница между хорошим и плохим проводником электричества. Хорошим проводником электричества является любой материал, который позволяет электричеству легко проходить через него без особого сопротивления. С другой стороны, плохой проводник электричества - это тот, который препятствует свободному протеканию электрического тока через него.Другими словами, хороший проводник имеет высокую проводимость и низкое сопротивление, тогда как плохой проводник имеет низкую проводимость и высокое сопротивление.

Свойства металлов

Хотели бы вы написать нам? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Все мы знаем, что самая маленькая единица всех элементов - это атом. Атом - это нейтральная частица с положительно заряженным ядром в центре и отрицательно заряженными электронами, движущимися по ряду орбит вокруг ядра.Электропроводность элемента определяется его атомной структурой. В куске металла несколько миллионов атомов. Каждый атом металлического элемента имеет два или три электрона на своей внешней орбите, которые также известны как валентные электроны.

Атомы образуют металлическую связь друг с другом, давая металлу плотноупакованную стабильную структуру. Во время образования этих связей валентные электроны, присутствующие на самой внешней орбите, полностью отделяются от своего родительского атома и могут свободно перемещаться в пространстве, которое находится в решетчатой ​​структуре металла.Когда нет электрического поля, электроны рассеянно движутся в разных направлениях. При приложении электрического поля электроны начинают переходить от одного конца металла к другому. Таким образом, большое количество свободно текущих электронов ответственны за проведение электричества через металл. Они действуют как носители заряда и переносят электричество через структуру металла.

Теперь поговорим о том, почему металлы обладают теплопроводностью. Опять же, ответ заключается в том, что в них много свободно движущихся электронов.Благодаря этим свободным электронам тепло легко передается через металлы. Когда к металлу прикладывается тепло, свободные электроны вблизи источника тепла получают много энергии и начинают быстро двигаться. Поскольку металл имеет плотноупакованную структуру, возбужденные свободные электроны сталкиваются с другими соседними электронами. Это помогает мгновенно передать вибрацию на прилегающую территорию. Таким образом, тепло передается через металлические вещества с большой скоростью.

Какие металлы являются хорошими проводниками электричества?

Почти все существующие металлические элементы являются проводниками электричества, хотя проводимость зависит от элемента.Химические элементы, которые считаются очень хорошими проводниками, следующие:

  • Медь
  • Серебро
  • Алюминий
  • Золото
  • Никель
  • Хром
  • Утюг
  • Магний
  • Меркурий
  • Титан
  • Молибден

Несмотря на то, что проводимость или передача электричества происходит через все металлы одинаковым образом, уровень их электропроводности не одинаков.Другими словами, способность передавать электрический ток у каждого металла разная. Лучшим проводником электричества считается серебро, за ним идет медь, а затем и золото. Когда дело доходит до использования металлов в электротехнике, медь используется более широко, чем серебро. Это потому, что серебро дороже меди. Поэтому низкая стоимость меди делает ее более целесообразным вариантом для практического использования в различном электрическом и электрическом оборудовании.

.

кристалл | Определение, типы, структура и факты

Классификация

Определение твердого тела кажется очевидным; твердое тело обычно считается твердым и твердым. Однако при рассмотрении определение становится менее однозначным. К примеру, кубик масла становится твердым после хранения в холодильнике и явно твердый. После того, как он оставался на кухонном столе в течение дня, тот же кубик становится довольно мягким, и неясно, следует ли считать масло твердым.Многие кристаллы ведут себя как масло в том смысле, что они твердые при низких температурах, но мягкие при более высоких. Их называют твердыми веществами при всех температурах ниже их точки плавления. Возможное определение твердого тела - это объект, который сохраняет свою форму, если его не трогать. Актуальный вопрос заключается в том, как долго объект сохраняет свою форму. Сильновязкая жидкость сохраняет форму в течение часа, но не года. Твердое тело должно дольше сохранять форму.

Основные единицы твердых тел

Основные единицы твердых тел - это атомы или атомы, которые объединились в молекулы.Электроны атома движутся по орбитам, которые образуют оболочку вокруг ядра. Оболочки заполняются в систематическом порядке, при этом каждая оболочка вмещает только небольшое количество электронов. Различные атомы имеют разное количество электронов, которые распределены в характерной электронной структуре заполненных и частично заполненных оболочек. Расположение электронов в атоме определяет его химические свойства. Свойства твердых тел обычно можно предсказать, исходя из свойств составляющих их атомов и молекул, и поэтому различные оболочечные структуры атомов ответственны за разнообразие твердых тел.

Все занятые оболочки атома аргона (Ar), например, заполнены, в результате чего атом имеет сферическую форму. В твердом аргоне атомы расположены в соответствии с плотнейшей упаковкой этих сфер. Атом железа (Fe), напротив, имеет одну электронную оболочку, которая заполнена лишь частично, что придает атому чистый магнитный момент. Таким образом, кристаллическое железо - это магнит. Ковалентная связь между двумя атомами углерода (C) - самая прочная связь в природе. Эта прочная связь делает алмаз самым твердым.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Твердое тело является кристаллическим, если оно имеет дальний порядок. Как только положение атома и его соседей известно в одной точке, положение каждого атома известно точно во всем кристалле. В большинстве жидкостей отсутствует дальний порядок, хотя во многих есть ближний порядок. Ближний радиус действия определяется как первые или вторые ближайшие соседи атома. Во многих жидкостях атомы первых соседей расположены в той же структуре, что и в соответствующей твердой фазе.Однако на расстояниях, удаленных на много атомов, положения атомов становятся некоррелированными. Эти жидкости, такие как вода, имеют ближний порядок, но не имеют дальнего порядка. Некоторые жидкости могут иметь ближний порядок в одном направлении и дальний порядок в другом; эти особые вещества называются жидкими кристаллами. Твердые кристаллы имеют как ближний, так и дальний порядок.

Твердые тела, которые имеют ближний порядок, но не имеют дальнего порядка, называются аморфными. Практически любой материал можно сделать аморфным путем быстрого затвердевания из расплава (расплавленное состояние).Это состояние нестабильно, и твердое вещество со временем кристаллизуется. Если шкала времени для кристаллизации составляет годы, то аморфное состояние кажется стабильным. Стекла - это пример аморфного твердого тела. В кристаллическом кремнии (Si) каждый атом тетраэдрически связан с четырьмя соседями. В аморфном кремнии (a-Si) такой же ближний порядок существует, но направления связей меняются на расстояниях дальше от любого атома. Аморфный кремний - это разновидность стекла. Квазикристаллы - это еще один тип твердых тел, в которых отсутствует дальний порядок.

Большинство твердых материалов, встречающихся в природе, существуют в поликристаллической форме, а не в виде монокристалла. На самом деле они состоят из миллионов зерен (мелких кристаллов), упакованных вместе, чтобы заполнить все пространство. Каждое отдельное зерно имеет другую ориентацию, чем его соседи. Хотя дальний порядок существует внутри одного зерна, на границе между зернами он меняет направление. Типичный кусок железа или меди (Cu) поликристаллический. Монокристаллы металлов мягкие и податливые, а поликристаллические металлы тверже и прочнее и более полезны в промышленности.Большинство поликристаллических материалов можно превратить в крупные монокристаллы после длительной термообработки. Раньше кузнецы нагревали кусок металла, чтобы сделать его пластичным: тепло заставляет несколько зерен увеличиваться в размерах за счет включения более мелких. Кузнецы сгибали размягченный металл, придавая ему форму, а затем некоторое время растирали его; удары сделают его снова поликристаллическим, увеличивая его прочность.

Категории кристаллов

Кристаллы классифицируются по общим категориям, таким как изоляторы, металлы, полупроводники и молекулярные твердые тела.Монокристалл изолятора обычно прозрачный и напоминает кусок стекла. Металлы блестят, если они не заржавели. Полупроводники иногда блестят, а иногда прозрачны, но никогда не ржавеют. Многие кристаллы можно отнести к одному типу твердых тел, тогда как другие имеют промежуточное поведение. Сульфид кадмия (CdS) может быть получен в чистом виде и является отличным изолятором; когда в сульфид кадмия добавляются примеси, он становится интересным полупроводником. Висмут (Bi) кажется металлом, но количество электронов, доступных для электропроводности, такое же, как и в полупроводниках.На самом деле висмут называют полуметаллом. Молекулярные твердые вещества обычно представляют собой кристаллы, образованные из молекул или полимеров. Они могут быть изолирующими, полупроводниковыми или металлическими, в зависимости от типа молекул в кристалле. Постоянно синтезируются новые молекулы, и многие из них превращаются в кристаллы. Количество разных кристаллов огромно.

.

Почему металлы проводят электричество?

, Хари М, Оставить комментарий

Почему металлы проводят электричество?

Металлы считаются хорошими проводниками электричества. С точки зрения химии, металл - это химическое вещество, которое может генерировать положительные ионы в растворе. Это означает, что металлы склонны терять больше электронов, а оксиды металлов образуют щелочные растворы в воде. Металлы называются твердыми телами, которые имеют кристаллическую природу.Атомы в металле будут плотно и плотно упакованы, и несколько атомов будут присутствовать в очень маленьком пространстве. Химическая связь, наблюдаемая в металлах, называется металлической связью.

В кристалле металла плотно расположенные ионы окружены группой свободных валентных электронов. Свободные электроны не ограничены каким-либо конкретным ионом, и они продолжают перемещаться от одного иона к другому. Из-за наличия свободных электронов металлы действуют как хорошие отражатели света.Металлы способны отражать около девяноста процентов падающего на них света. Свободные электроны не будут мгновенно поглощать свет и передавать его. Когда мы наблюдаем электрическую и теплопроводность металлов и других веществ, мы видим огромную разницу.

Электролиты в батареях проводят электричество примерно на одну миллионную по сравнению с металлическими проводниками. Неэлектролиты и неметаллы проводят электричество менее одной триллионной от того, что проводят хорошие проводники в металлах. Металлы проводят тепло и электричество с помощью находящихся в них свободных электронов.Когда к металлу прикладывается напряжение, электроны перемещаются к положительной стороне металла. Поток свободных электронов будет незначительно сопротивляться, и будет иметь место большой поток электронов. Этот поток электронов называется прохождением электрического тока. Проведение тепла через металл - это также передача кинетической энергии свободными электронами.

Поскольку электроны в металле, которые помогают проводить электричество, являются делокализованными электронами, электронное облако не будет принадлежать ни одному из атомов.Когда ток проходит по одной стороне металла, слабо удерживаемые электроны в металле очень эффективно передают ток на другой конец. Сопротивление будет меньше, если электронные облака удерживаются неплотно, и, следовательно, проводимость электрического тока будет больше. В непроводниках не будет свободных электронов, и электроны прочно удерживаются атомами. Для увлечения электронов с орбиталей в неметаллах требуется высокая энергия, поэтому они обладают высоким сопротивлением прохождению тока.

Помогите нам стать лучше. Оцените, пожалуйста, эту статью: Следующее сообщение →

Почему важен гомеостаз?

← Предыдущий пост

Зачем растениям солнечный свет?

.

Почему металлы так хорошо проводят тепло и электричество?

Структура металлов

Структуры чистых металлов описать просто, поскольку атомы, образующие эти металлы, можно рассматривать как идентичные совершенные сферы. Более конкретно, металлическая структура состоит из «выровненных положительных ионов» (катионов) в «море» делокализованных электронов. Это означает, что электроны могут свободно перемещаться по структуре и обуславливают такие свойства, как проводимость.

Какие бывают виды облигаций?

Ковалентные облигации

Ковалентная связь - это связь, которая образуется, когда два атома разделяют электроны. Примерами соединений с ковалентными связями являются вода, сахар и диоксид углерода.

Ионные связи

Ионная связь - это полный перенос валентных электронов между металлом и неметаллом. В результате возникают два противоположно заряженных иона, которые притягиваются друг к другу.В ионных связях металл теряет электроны, чтобы стать положительно заряженным катионом, тогда как неметалл принимает эти электроны, чтобы стать отрицательно заряженным анионом. Примером ионной связи может быть соль (NaCl).

Металлические облигации

Металлическая связь - это результат электростатической силы притяжения, которая возникает между электронами проводимости (в форме электронного облака делокализованных электронов) и положительно заряженными ионами металлов.Это можно описать как распределение свободных электронов между решеткой положительно заряженных ионов (катионов). Металлическое соединение определяет многие физические свойства металлов, такие как прочность, пластичность, термическое и электрическое сопротивление и проводимость, непрозрачность и блеск.

Делокализованные движущиеся электроны в металлах -

Это свободное движение электронов в металлах, которое придает им проводимость.

Электропроводность

Металлы содержат свободно движущиеся делокализованные электроны.При приложении электрического напряжения электрическое поле внутри металла вызывает движение электронов, заставляя их перемещаться от одного конца к другому концу проводника. Электроны будут двигаться в положительную сторону.

Электроны текут к положительному выводу

Теплопроводность

Металл хорошо проводит тепло.Проводимость возникает, когда вещество нагревается, частицы получают больше энергии и больше вибрируют. Затем эти молекулы сталкиваются с соседними частицами и передают им часть своей энергии. Затем это продолжается и передает энергию от горячего конца к более холодному концу вещества.

Почему металлы так хорошо проводят тепло?

Электроны в металле - это делокализованные электроны и свободно движущиеся электроны, поэтому, когда они получают энергию (тепло), они вибрируют быстрее и могут перемещаться, это означает, что они могут быстрее передавать энергию.

Какие металлы проводят лучше всего?

Вверху: Электронные оболочки Золото (au), Серебро (Ag), Медь (Cu) и Цинк (Zn). По логике, можно подумать, что Золото - лучший проводник, имеющий единственный s-орбитальный электрон в последней оболочке (диаграмма выше)... так почему серебро и медь на самом деле лучше (см. таблицу ниже).

Электропроводность металлов

> С / м

Серебро 6,30 × 10 7
Медь 5,96 × 10 7
Золото 4.10 × 10 7
Алюминий 3,50 × 10 7
цинк 1,69 × 10 7

Серебро имеет больший атомный радиус (160 мкм), чем золото (135 мкм), несмотря на то, что в золоте больше электронов, чем в серебре! Причину этого см. В комментарии ниже.

Примечание: Серебро является лучшим проводником, чем золото, но золото более желательно, потому что оно не подвержено коррозии.(Медь является наиболее распространенной, потому что она наиболее экономична) Ответ немного сложен, и мы размещаем здесь один из лучших ответов, которые мы видели для тех, кто знаком с материалом.

"Серебро находится в середине переходных металлов примерно на 1/2 пути между благородными газами и щелочными металлами. В столбце 11 периодической таблицы все эти элементы (медь, серебро и золото) имеют единичный s -орбитальный электрон электрон внешней оболочки (платина также, в столбце 10).


Орбитальная структура электронов этих элементов не имеет особого сродства приобретать или терять электрон по отношению к более тяжелым или легким благородным газам, потому что они находятся на полпути между ними. В общем, это означает, что не требуется много энергии, чтобы временно сбить электрон или добавить его. Удельное сродство к электрону и потенциалы ионизации варьируются, и в отношении проводимости наличие относительно низких энергий для этих двух критериев в некоторой степени важно.

Если бы это были единственные критерии, то золото было бы лучшим проводником, чем серебро, но у золота есть дополнительные 14 f-орбитальных электронов под 10 d-орбитальными электронами и одним s-орбитальным электроном. 14 f-электронов связаны с дополнительными атомами в ряду актинидов. С 14 дополнительными электронами, которые, по-видимому, выталкивают d- и s-электроны, можно подумать, что s-электрон просто «созрел» для проводимости (почти не требовалось энергии, чтобы оттолкнуть его), но НЕТ. Электроны на f-орбите упакованы таким образом, что это приводит к тому, что атомный радиус золота на самом деле МЕНЬШЕ, чем атомный радиус серебра - не намного, но он меньше. Меньший радиус означает большую силу со стороны ядра на внешние электроны, поэтому серебро побеждает в «соревновании» проводимости. Помните, сила электрического заряда обратно пропорциональна квадрату расстояния. Чем ближе 2 заряда вместе, тем выше сила между ними.

И медь, и платина имеют еще меньший диаметр; следовательно, большее притяжение от ядра, следовательно, больше энергии, чтобы сбить одинокий s-электрон, следовательно, более низкая проводимость.

Другие элементы с единственным s-орбитальным электроном, находящимся там, «созревшим для того, чтобы появился сборщик проводимости», также имеют меньшие атомные радиусы (молибден, ниобий, хром, рутений, родий), чем серебро.

Таким образом, именно то место, где оно находится, то место, где «мать-природа» поместила серебро в периодической таблице, определяет его превосходную проводимость ».

Источник из фунтов101 Yahoo

ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ И ЧИТАТЕЛЕЙ -

Структура и физические свойства металлов

Почему одни металлы проводят тепло лучше, чем другие?

Как передается тепло?

Теплопроводность металлов

.

Смотрите также