Warum ist Metall ein guter Stromleiter?

Metalle leiten aufgrund ihrer Struktur Elektrizität. Wenn Sie einen Block eines beliebigen Metalls nehmen, würde er aus einem Gitter von Atomen bestehen, die von einem Meer von Elektronen umgeben sind, die sich in der äußeren Elektronenhülle hätten befinden sollen.
Dieses Verhalten hat einen Grund. Die Metallatome sind so groß, dass die äußere Elektronenhülle sehr weit vom Kern entfernt ist. Die positive Ladung des Kerns zieht die Elektronen in eine Wolke um ihn herum. Wenn der Abstand zwischen den positiven und den negativen Teilchen (Elektronen) sehr groß ist, wäre auch die Anziehungskraft zwischen ihnen sehr schwach und die Elektronen bewegen sich somit aus der Umlaufbahn und in ein Elektronenmeer um alle Atome eines Metalls . Das ist auch der Grund, warum Metalle eine große Affinität haben, bei jeder chemischen Reaktion Elektronen zu verlieren.

Dieses Elektronenmeer trägt eine negative Ladung. Wenn an einem Ende eines Metallkörpers elektrischer Strom angelegt wird, nehmen diese Elektronen die elektrische Ladung auf und transportieren sie zum anderen Ende. Auf diese Weise leiten Metalle Strom.

Metalle sind gute Leiter, weil sie eine große Anzahl von Elektronen
in ihrem Aufbau haben, die Energien haben, die es ihnen ermöglichen, im
Leitungsband zu existieren . Dies sind die sogenannten Gebührenelektronen, die die
metallische Kristallmatrix durchstreifen . Wenn wir eine Spannung an ein Metall anlegen, stehen die
freien Elektronen zur Verfügung, um den Stromfluss zu unterstützen.
Denken Sie daran, dass der Stromfluss eine "Verlagerung" von Ladungen ist. Wenn ein
Elektron an einem Ende eines Drahtes eindringt, wandert es nicht durch den Draht und
kommt am anderen Ende wieder heraus. Vielmehr
"bewegen" sich alle freien Elektronen im Draht über eine Position, und am anderen Ende tritt ein Elektron aus.
Mit vielen freien Elektronen können die Metalle das wirklich gut. //

Grundsätzlich gibt es in Metallen frei gehaltene, lose Elektronen, die ihre Fähigkeit zur Energieleitung, entweder Elektrizität oder Wärme, erhöhen. Kupfer und Aluminium sind die guten Leiter in Metallen. In der wissenschaftlichen Sprache leiten sie Energie, weil sie im Valenzenergieband ungefüllte Räume haben.

Grundsätzlich befinden sich einige Elektronen in der äußersten Schale der Metalle und diese Elektronen werden bei Licht- oder Wärmeeinwirkung angeregt und springen an die leere Stelle des Energiebandes. Auf diese Weise bewegen sich Elektronen weiter und übertragen Energie von einem Punkt zum anderen. Graphit ist zwar eine Form von Kohlenstoff, leitet aber aufgrund der Anordnung der Atome in einer bestimmten Richtung auch Energie.

Die Leitfähigkeit hängt vom Material des Leiters ab.... Auch die Querschnittsfläche des Leiters ist wichtig...... Die Länge auch, denn je größer die Länge, desto größer der Widerstand.... Und noch ein weiterer Faktor ist Temperatur.. Höhere Temperaturen haben einen geringeren Widerstand, da die Moleküle stärker schwingen und Energie schneller übertragen.

Metalle sind Stoffe, die ein, zwei oder drei Elektronen in ihrer Valenzschale haben. Sie kommen natürlicherweise als Erze in ihrer rohen Form unter der Erdoberfläche vor. Sie werden abgebaut und zur Reinigung und Verwendung verarbeitet. Der Prozess wird Metallurgie genannt und ist spezifisch für verschiedene Metalle und umfasst verschiedene Schritte. Mineralien werden aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften häufig verwendet. Sie gelten als stark und duktil. Außerdem haben sie hohe Schmelzpunkte und ermöglichen eine thermische und elektrische Leitfähigkeit, was den leichten Fluss von Wärme und Strom bedeutet. Diese Eigenschaften sind für die zunehmende industrielle und häusliche Verwendung von Metallen verantwortlich.

Die Atome in Metallen sind über starke und delokalisierte Bindungen miteinander verbunden. Diese Bindungen werden durch eine Wolke von Valenzelektronen gebildet, die zwischen positiven Metallionen oder Kationen in einem Kristallgitter oder Netzwerk geteilt werden. Die einzigartige Anordnung ist so, dass die Valenzelektronen eine beträchtliche Mobilität aufweisen, und dies ist die Eigenschaft, die die Übertragung oder Leitfähigkeit von Wärme und Elektrizität ermöglicht.

Diese Eigenschaft von Metallen macht sie für die Elektronikindustrie unverzichtbar. Die Fähigkeit von Metallen, sich zu dünnen Drähten zu ziehen (Duktilität), sowie die Fähigkeit, Wärme und Strom einfach und risikolos zu leiten, machen Metalle ideal für industrielle Anwendungen.

Metalle sind im Grunde eine Art von Elementen. Diese Elemente sind unterschiedlich, weil sie leicht Elektronen verlieren, um Kationen oder positive Ionen zu bilden. Sie bilden auch metallische Bindungen zwischen anderen Metallatomen.

Metalle zeichnen sich als gute Strom- und Wärmeleiter aus. Dies liegt in erster Linie daran, dass sie in ihrem Valenzenergieband einen ungefüllten Raum haben. Wenn kein elektrisches Feld vorhanden ist, bewegen sich die Leitungselektronen mit hohen Geschwindigkeiten in alle Richtungen. Dies geschieht selbst bei den kältesten Temperaturen wie dem absoluten Nullpunkt. So entsteht beim Anlegen eines elektrischen Feldes ein Ungleichgewicht und die beweglichen Elektronen fließen aus dem äußeren Band.

Der Leitungswiderstand tritt bei Metallen auf, wenn aufgrund von Defekten im Gitter Elektronen gestreut werden.

Um diese Frage zu verstehen, müssen Sie zunächst die sehr grundlegenden Eigenschaften von Metallen berücksichtigen.

Metalle haben andere Eigenschaften als ionische und kovalente Verbindungen. Wie wir alle gehört haben, sind in Metallen positiv geladene Ionen in ein Meer von Elektronen eingebettet. Dies gilt wie bei einem metallischen Gitter; die Atome verlieren ihre Außenhüllenelektronen, um die "positiven Ionen" zu werden. Während die entfernten Elektronen sich frei um die Ionen bewegen können. Sie drehen sich jedoch aufgrund der Anziehung des Protons von den Kernen um die positiven Ionen. Hier erfahren wir, warum alle Metalle positive Ionen bilden.

Nun zu ihrer Eigenschaft, Wärme und Elektrizität zu leiten Wie oben erwähnt, gibt es freie Elektronen, die um die positiven Ionen herumwandern, die Elektrizitätsleitung kann in jede Richtung erfolgen (in Isolatoren wird Elektrizität gefangen, da sich die Elektronen nicht frei bewegen können) . Die Wärmeleitung erfolgt, da die Wärme durch Schwingung der positiven Ionen sowie über die beweglichen (freien) Elektronen erfolgt. Wie bei jeder anderen Bindungsart ist den positiven Ionen oder Elektronen nicht viel Eigenständigkeit gegeben, Metalle haben aufgrund der metallischen Bindung die Oberhand bei der Wärme- und Elektrizitätsleitung gegenüber anderen Arten von Verbindungen.

Hoffe das beantwortet deine Frage.

Die Leitfähigkeit eines Materials wird durch die Energie bestimmt, die benötigt wird, um Elektronen in den äußersten Schalen seiner Atome oder Moleküle anzuregen. Sobald die Elektronen angeregt sind, können sie sich im Material bewegen. Die Moleküle in Metallen lassen sich am leichtesten bewegen.

Denn sie haben viele schlecht gebundene Elektronen. Diese Elektronen bilden eine Elektronenwolke, wenn viele Metallatome zusammen sind.

Wenn Sie einige Elektronen zu einer Seite eines Haufens von Metallatomen hinzufügen, werden andere Elektronen auf der anderen Seite herausspringen. Wenn dieser Haufen Metallatome in Form eines Drahtes vorliegt, haben Sie einen elektrisch leitenden Draht.

Das Diagramm würde so aussehen:
- - - - - - - - - -
-(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)-
- - ( +)(+)(+)(+)(+)(+)(+)- -
(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)- -
- - - - - - - - - -

(+) positive Ionen
- delokalisierte Elektronen