为什么金属容易导电?
金属导电是金属晶体中的(相对)自由电子在金属离子之间形成的间隙之间移动。就是在金属中有可供电子移动的通道,由于金属晶体中的金属离子在不断的运动(震动,所以这些通道是弯曲的和随时出现狭窄的地区。
不同的固体有不同的导电特性,通常用电导率σ来量度它们的导电能力。电导率的定义是对固体施加的电场强度E与固体内电流密度J的比值。
实验研究指出:在不太强的电场下固体的电导通常服从欧姆定律,即电流密度与电场强度成正比,σ是与电场强度无关的。对于立方晶体或非晶态材料来说,电导率σ是各向同性的,是一个标量。
在一般情况下,电导率可能是各向异性的,应该用一个二阶张量表示。电导率的单位是S/m。在许多情况下,电导率的倒数是一个使用起来更方便的量,称之为电阻率,用ρ表示,单位是Ω·m。
扩展资料
根据欧姆定律,金属中的电流密度j正比于电场强度E,有 j二改忍 。一般为二阶张量,电导率的倒数称为电阻率。 金属的导电性与温度有关。通常情况下,金属电阻率正比于温度T。在低温时,许多金属材料的电阻率随温度按T“规律变化。
在极低温的液氦温度范围,含有 微量磁性杂质的稀磁合金材料大都在电阻随温度变化曲 线上出现极小值。金属同时是一个良好的导热体。维德曼一夫兰兹定律表明,金属的热导率k与电导率之比正比于温度T,即 k/a二LT 式中L=2.22x10一8V2/K“,L为一常数,称洛伦兹数。
按照马德森定则,包含少量杂质或缺陷的金属材料,其电阻率P可以写成: P一P0+P(约 爪约为电阻率中与温度有关的部分;P0为与温度无关 的部分,表示杂质与缺陷的影响,是当温度T趋向0 K 时的电阻值,称为剩余电阻。
参考资料来源百度百科-导电性
2024-10-28 广告
1. 电子结构:金属的原子结构特点是外层电子较少,容易失去或共享外层电子。在金属中,原子的外层电子形成一个被称为“自由电子”的电子云,这些电子不与特定的原子核绑定,可以在整个金属中自由移动。这些自由电子在金属中形成了一种电流的流动,使得金属具有良好的导电性能。
2. 晶体结构:金属的晶体结构是由金属原子紧密堆积而成的。这种结构中,金属原子之间通过金属键相互连接,形成了一个三维的网状结构。在这个结构中,自由电子可以自由地在金属原子之间移动,因为金属原子之间的间隙相对较大。这种紧密的晶体结构为电子提供了更多的可移动路径,进一步促进了电流的传导。
综上所述,金属容易导电是因为其具有自由电子和紧密堆积的晶体结构,这使得自由电子在金属中自由移动,从而形成了电流的流动。这也是金属在电子器件和电路中广泛应用的重要原因之一。