Si todo está formado por átomos (que tienen protones y electrones), ¿por qué algunos materiales son buenos conductores y malos conductores de electricidad?

Answer 1

Los materiales que son buenos conductores generalmente tienen pocos electrones en la capa de electrones más externa de sus átomos.

Debido a que la electricidad (“fuerza electromotriz”) ocurre como resultado del movimiento de electrones de un átomo a otro, siempre que un átomo de un material (como el cobre, un conductor eléctrico común) se carga (recibe un electrón), ese átomo quiere muy mal para alcanzar el equilibrio y deshacerse del exceso de carga negativa. Un átomo de cobre adyacente con un solo electrón en su capa externa (casi siempre vacío) hace que sea un blanco fácil. El primer átomo con mucho gusto entrega su electrón extra y el trabajo de conducir la carga a un tercer átomo ahora corresponde al segundo átomo, etcétera. La capacidad de un material para llevar a cabo este proceso se conoce como su conductividad, y algunas son mejores que otras.

El comportamiento inverso se llama resistividad, que describe la capacidad de un material para inhibir la conducción. Muchos materiales que son malos conductores (goma, plástico, algunos gases) pueden llamarse resistencias.

Answer 2

Primero, debemos tener un significado claro de la palabra “conductor” y “aislante”.

Los conductores son materiales que contienen cargas móviles. Si aplicamos un voltaje a través de estos materiales, sus cargas comenzarán a fluir.

Los aisladores son materiales que no contienen cargas móviles. Si aplicamos un voltaje a través de estos materiales, sus cargas permanecerán en su lugar.

Mira, ya hemos respondido parte de tu pregunta. En los conductores, una tensión forzará las cargas de los conductores para comenzar a fluir. (Un conductor es como un tanque de agua, donde la “electricidad” es el agua. Revuelva la electricidad interna de los conductores y cree una corriente eléctrica).

Y dentro de los aisladores, las cargas están bloqueadas en su lugar. Si aplicamos un voltaje, no podemos mover las cargas. No aparecen corrientes de electricidad.

Pero ¿qué pasa con los malos conductores?

La “bondad” o “conductividad” de un conductor depende de dos cosas principales: 1) el número total de partículas cargadas presentes en cada bit del conductor, y 2) qué tan lejos pueden moverse antes de chocar contra algo. Por ejemplo, en buenos conductores, las cargas pueden desplazarse largas distancias sin desviarse ni detenerse. Pero en los conductores de alta resistencia, las cargas no pueden acelerar mucho, ya que se estrellan inmediatamente en un bloqueo: un defecto de cristal en un sólido, etc. Este efecto se denomina “movilidad de carga” y, a mayor movilidad, mayor es la movilidad. La conductividad del material.

Por ejemplo, el agua salada y el ácido de la batería son malos conductores en comparación con el metal. En el agua salada y el electrolito de la batería, las cargas móviles son grandes iones. Durante una corriente eléctrica, los iones cargados tienen que abrirse paso entre las moléculas de agua apretadas. Los iones intentan acelerar, pero luego alcanzan un H2O y se desvían. Por otro lado, dentro de los metales, los electrones son pequeños, y también hay muchos de ellos (un electrón libre liberado por cada átomo de metal). Aplica un voltaje, y los electrones móviles vuelan a través del metal, recorriendo grandes distancias antes de estrellarse. Una vibración de celosía o un defecto de cristal. Por esta razón, los metales conducen miles de veces mejor que el agua salada.

Answer 3

Esto depende de la fuerza con la que los electrones estén unidos a sus átomos respectivos. Si están atados firmemente, no hay cargas eléctricas gratuitas en el material y no conduce la electricidad. Si no están unidos (como en el plasma), si están unidos de tal manera, que puedan saltar libremente de un átomo al otro (esto es lo que sucede en la red cristalina de los metales), entonces tienes cargas que Son libres de moverse y el material conduce la electricidad. Esta es una respuesta muy general y no tiene en cuenta muchos efectos sutiles, pero es bueno en un 95%

Answer 4

Los electrones libres / móviles en las bandas de conducción son esenciales para ser un buen conductor. Por lo tanto, los materiales que no tienen electrones en la banda de conducción son malos conductores y los que sí los tienen son buenos conductores.

Por ejemplo, la dosis de diamante no tiene electrones libres y, por lo tanto, es un conductor pobre y el grafito que tiene electrones libres en la banda de conducción es un buen conductor, ambos son básicamente carbono.