1 svar
454 visningar
naturaren1 33
Postad: 23 apr 2022 17:47

Olika metaller som elektriska ledare

Hej, jag har lite svårt att förstå en del om varför vissa metaller såsom silver och koppar är extra bra på att leda elektrisk ström. Jag vet att det är metallbindningen, de gemensamma delokaliserade elektronerna som gör att en metall kan leda  elektrisk ström, och att ju fler valenselektroner en metall har desto starkare metallbindning blir det och ju högre kokpunkt, därav Volframs höga kokpunkt (som har 6 valenselektroner). Men borde det inte också vara så att ju fler valenselektroner metallen har (dvs ju fler gemensamma delokaliserade elektroner), desto bättre elektrisk ledare är metallen eftersom att det finns fler elektroner som kan röra sig. Men isåfall förstår jag inte varför silver och koppar har högre elektrisk ledningsförmåga än t.ex Volfram, eftersom både silver och koppar bara har en valenselektron men Volfram 6. Eller stämmer det ens, för i min bok i det periodiska systemet står det att Volfram bara har 2 valenselektroner, men jag har ju också lärt mig att den har 6 st. Vad är rätt och vad är fel?

 

Hoppas det inte blev för oklart och många frågor

SeriousCephalopod 2695
Postad: 23 apr 2022 18:29 Redigerad: 23 apr 2022 18:30

Jag är fysiker och inte kemist men gällande valenselektronsmodellen och dess tumregler så är det inget man kan använda annat än för alkalimetaller, alkaliska jordardmataller, ädelgaserna, och de ickemetalliska grundämnena som kol, syre, och kväve. Det är en modell som gäller bra för de fyra grupperna och deras kemiska relationer till varandra men kan inte användas i dess grundform för metaller (grupp 3-12) ALLS. För metallers egenskaper behöver man komplettera valensskalsmodellen med 'bandteori' och 'spin'. Poängen är att du inte kommer hitta någon enkel relation mellan valenselektroner och ledningsförmåga eftersom det inte finns någon.


Elektrisk ledningsförmåga är en egenskap som material bestående av miljontals miljaders atomer uppvisar och inte en egenskap hos individuella atomer så det går inte att göra ett kort steg från en modell för atomer till en modell för ledningsförmåga.

Något förenklat beror ett materials ledningsförmåga av två faktorer

(1) hur många elektroner som är delokaliserade per volymenhet. Individuella atomer kan i metaller lämna ifrån sig några elektroner till ett fritt moln av elektroner som delas mellan atomerna . Detta är relaterat till egenskaperna hos valenselektronerna men det finns ingen hård eller förutsägbar regel. Ju fler fria elektroner, ju bättre ledningsförmåga.

(2) I vilka mönster atomerna geometriskt sitter i ämnet och hur atomernas rörelser blockerar eller tillåter rörelse hos elektroner. Denna faktor är omöjlig att förutsäga från en enkel modell av atomen.

(Dessa två faktorer är också en förenkling men är baserade på den första mikroskopiska modellen av ledningsförmåga Drudemodellen som formulerades innan kvantmekaniken)

Metallbindning är inte ens ett begrepp i de flesta modeller för metaller och ordet metallbindning ska förstås främst som en ledning om att kovalentabindningar och jonbindningar (det som förklaras av valensskalsmodellen) inte kan förklara metaller.

Svara Avbryt
Close