ezen a Wikipédia oldalon a különféle anyagok elektromos vezetőképessége adott a harmadik oszlopban ($ \ sigma \ text {(S / m) 20} ^ \ circ \ text {C} $). Érdekel a Szén (grafit) bejegyzés:
- $ 2 $ – $ 3 \ szor 10 ^ 5 \ text {S / m} \ perp \ text {alapsík} $
- $ 3.3 \ szor 10 ^ 2 \ text {S / m} \ párhuzamos \ text {alapsík} $
Miért alacsonyabb a vezetőképesség a síkkal, mint a síkra merőleges irányban?
Meglep, hogy ezek a $ \ sigma $ értékek viszonylagos nagyságrendűek, mert azt gondoltam, hogy a grafén – a grafit egy atomrétege – egyik csodálatos eleme az, hogy vezetőképessége in a sík (azaz párhuzamos az alapsíkkal) nagyon magas. A grafit alapsíkjával párhuzamosan hasonló tendenciára számítanék.
Van valami javaslatod az olvasáshoz, amit megtehetek ennek megértéséhez?
Válasz
Jó fogás – teljesen igazad van. Ez egy hiba a Wikipédia oldalon, mivel az ott felsorolt hivatkozással végzett gyors ellenőrzés megerősíti. Az értékek rosszul fordítottak.
Most módosítják …
Hozzáadva: ez természetesen felveti azt a kérdést, hogy miért ennek így kell lennie. Kissé kézzel hullámzó válasz az, hogy a benzolhoz hasonlóan a $ p_z $ pályák is átfedik az egyes grafénlapokat, így az egyes szén által leadott elektron ebben a síkban delokalizálódik (a másik három a három $ \ sigmában van megkötve. $ kötvények). Tehát bizonyos értelemben ez konjugáció, de inkább egy egész 2D-síkon, nem pedig egy gyűrű körül vagy egyetlen atomlánc mentén. Másrészt a grafénlapok inkább távol vannak egymástól, mint a kovalensen kötött atomok a lapon belül (amint arra számíthatunk, mivel a lapok csak gyengén kötődnek van der Waals kölcsönhatásai révén), és így az átfedés nagymértékben csökken, és a vezetés sokkal nehezebb.
A teljesebb válasz a grafit elektronikus sávszerkezetének tanulmányozására támaszkodna, amely aktív kutatási terület, és túlmutat e válasz keretein!
Megjegyzések
- Csak folytatásként miért nagyobb az elektromos vezetőképesség párhuzamos irányban?
- Ön feltételezte, hogy már a kérdésében miért?