چرا الماس عایق جریان الکتریکی و گرافیت رسانای جریان است؟؟
توضیح:
کربن با آرایش الکترونی 1s2 2s2 2px1 2py1 می تواند پیوندهای صد در صد کووالانسی با خود ایجاد کند. این نوع آرایش، اوربیتال های هیبریدی sp2 را ایجاد می کند که پیوند C-C در گرافیت از این دست خواهد بود. ولی اگر کربن به حالت برانگیخته درآید، آرایش الکترونی آن به صورت 1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1 می شود و اوربیتال های هیبریدی از نوع sp3 خواهد بود.
در ساختار الماس، با اوربیتال های هیبریدی از نوع sp3 روبرو هستیم. در این حالت هر اتم کربن با چهار اتم دیگر پیوند برقرار می کند. به صورتی که هر پیوند شامل 25% از اوریتال s و 75% از اوربیتال های p است. و ساختار به صورت تتراهدرال با زاویه 109.28° تشکیل می شود. بنابراین هر چهار الکترون لایه ظرفیت در پیوند شرکت می کند. از طرفی فاصله بین لایه ظرفیت و هدایت در این ساختار زیاد است. به همین دلیل الماس از نظر هدایت الکتریکی عایق است.
همانطور که در بالا اشاره شد، در ساختار گرافیت اوربیتال های هیبریدی از نوع sp2 است و در یک صفحه با زاویه 120° قرار میگیرند. در نتیجه هر اتم کربن فقط با سه اتم دیگر پیوند برقرار میکند و ساختاری شبیه هگزاگونال تشکیل می دهد. بنابراین سه الکترون در پیوند شرکت می کند و یک الکترون به صورت آزاد خواهد ماند. از طرفی فاصله بین لایه ظرفیت و هدایت در گرافیت کم است و الکترون آزاد می تواند به لایه هدایت منتقل شود و هدایت الکتریکی صورت گیرد. به همین دلیل گرافیت رسانای جریان الکتریکی است.
نظر شما در مورد این مطلب چیست؟؟
خوشحال میشم با نظراتتون به بهبود مطالب کمک کنید. با تشکر
