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为什么石墨导电

100次浏览     发布时间:2025-01-24 06:29:16    

石墨导电的原因主要在于其独特的晶体结构和电子能带结构。石墨是元素碳的一种同素异形体,其碳原子以sp²杂化形成六角形平面网状结构,每个碳原子与其他三个碳原子共享电子形成σ键,而未参与杂化的p轨道上的电子形成π键。这些π电子可以在层与层之间自由移动,从而提供导电性。

具体来说,石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍,这是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。这种结构使得石墨的电子能够自由地在材料中移动,从而产生了很好的导电性能。

此外,石墨的晶体结构中存在大量共面层和电子能带结构中存在连续的π键共价键网络,这也使得石墨具有很好的导电性能。石墨的片层晶体部含有大量的自由电子,碳原子最外层有4个电子,形成石墨六元环时只共用3个电子,多余的一个自由电子在外加电场的作用下,发生定向移动,从而导电。

综上所述,石墨导电的原因是其特殊的晶体结构和电子能带结构,使得石墨中的电子具有极高的传导效率和自由度。

  
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