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化学题:

物质导电的本质

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2006-05-25

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    我不知道你指的导电物质是那一类,所以只能大概说说,你如果还不明白可以给我发个消息。 金属的导电 “金属是靠其内部的自由电子传热、导电”。这一理论已流传了一百年,同时,也留下了一百年的疑虑:原子核对核外电子有着巨大的吸引力,自由电子的自由是从何而来?原子有1、2、3个价电子是自由电子,为什么4、5、6、7个价电子就没有自由?为什么有二个自由电子的铁比一价的铜导电性能还要差些?为什么三价的铝又比二价的铁导电性能又要强些?面对(没有自由电子的)液体的导电、半导体导电,此说已经显得无能为力;面对物体的超导事实,此说更是无计可施。
    于是有人就液体导电,增设了离子导电理论;就超导事实,增设了电子隧道理论,电子维象理论,库伯对理论。这样一来就使得导电的理论五花八门、更趋复杂、丧失系统。更令人质疑的是100年来还没有被其它途径证实自由电子的存在和作用。
  自由电子理论是在100年前为了解释金属传热、导电性能时而提出的。  在本文的第一章已经讲述了热是核外电子的速率,并用一个简单的实验否定了电子传热——否定了自由电子传热。不管是金属还是非金属晶体,其原子的电子数是与核内的质子数一一对应的,是不可改变的。
  原子的电子分层依次在 KLMNOP电子层均衡排布、规则运转;外层电子则结合成结构元在价和轨道运转。  如此,每个电子都是在一定轨道上运转,都从属于一个或二个核心, 一般情况下,没有电子是所谓自由的,物质内没有自由电子,当然也就不存在自由电子导电。
   导电原理  电流是电子的定向流动,这就像水流是水的定向流动一样。这叫人联想到一个常用的中国词"流通",通则流,不通则不流。  水流不是因为该物体内有水(桶里的水,池塘里的水就不能形成水流)。
  除了压力差之外还必须得"通"——必须得有让水定向通过的空间(如渠道、管道等);电流不是因为该物体内的电子有自由,除了电压差之外还必须得"通"——必须得有让电子定向通过的空间。   那么,是什么使得物体能够导电?——是该物体内原子间有电子的通路。
    前提条件是:该物体价和电子数量较少并且运转不够饱满(在平面运转,没能形成饱满的球状),在价和电子运转的同时,存在着能让外电子窜入的间隙和时机;存在着能让电子在其间穿越运动的空位,我们把原子外层所呈现的这种空位叫做电子空位。
  电子空位是电子流动的通路,有了这样的通路,外来的电子才能在其间运动,形成电子的流动——电流。   导电原理是: 某物质的原子的价电子较少,外电子层不饱满,或速率很低,存在着电子空位,在电压的作用下外来的电子进入电子空位,电子在电子空位间换位移动,形成电流。
     有了电子空位,外来电子才能进入,才能在物质内定向运动形成电流。导体、半导体、液体导电都是如此,超导原理也是如此。     电子空位是由价和电子的数量、速率及线路所决定。
  金属原子外层电子较少,组合成结构元之后,每个原子的外层仅有一、二个价和运转围绕,原子的外层仍存在较多的电子空位,能容外来电子进入、移动,因而易于导电。 在绝缘体内,因原子的价电子多,多个价和运转包围着一个原子,使原子的外电子层趋近饱和,没有电子空位(或很少),不能容外界电子进入,因而不能导电。
     电阻  物质内的电子空位大,外电子易于进入,并且易于在其原子间换位流动,该物质的导电能力就强、电阻较小。如银、铜的核外层价电子仅1个,相应地电子空位多,故导电能力强。
  铝只有最外层的一个价电子参入价和运转,所以和铜一样,电子空位较多,导电能力亦很好。 当外界温度降低,导体的原子核最外层电子--价和电子在稳定平面运转,电子速率减慢。  这样,外来电子易于进出移动,外电子在换位流动中受阻概率小,故温度降低时导体的导电能力增加、电阻小。
  反之,若温度升高、价电子速率增快、运转线路往往超出平面,使得空位狭窄,外来电子进入及换位受阻概率增加,因而导电率下降。 半导体的电阻随温度升高而降低,将在半导体一节讨论。   静电 刚才讲了金属及非金属晶体内是没有自由电子的,这是肯定的。
  但是世上却也还有自由电子,这些自由电子临时性存在于大分子绝缘体的混合物中。即我们初中所学用绸子摩擦过的玻璃棒、用毛皮摩擦过的硬橡胶棒、以及化纤织物所带的静电。 这些绝缘体的混合物的大分子是由成百上千个结构元结合而成,结构成分复杂,在常温下各结构元的价和运转不尽协调。
    与天然物品摩擦时产生了热,发生了电子运动的紊乱,发生了电子转移,形成了多出或缺少电子的状况。多出的电子没有正当的归属,在物体内部乱窜,形成带负电的静电;缺少电子的结构元则四处挪用电子,形成带正电的静电。
  金属内结构元基本独立,无论怎么摩擦也不会运动的混乱或电子的转移,所以金属不会产生静电。   。

2006-05-25

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有带电粒子的定向移动,导电性的强弱和能够自由移动的带电粒子浓度有关.例如纯净的水,主要以分子形态存在,导电性能就不强,但是盐溶液,大多是以正负离子的形式存在,导电性一般就比水好.还有,盐溶液的导电性还和浓度有关,其本质都是带电粒子的浓度大小.

2006-05-25

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这要分什么物体了。金属是由于自由电子,溶液是由于有正负离子。还有气体被电离也可以导电

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