黒鉛が電気をよく通す理由

質問

よろしくお願いします

「ダイヤモンドには塩基伝導性はないが、黒鉛は電気をよく通す。この性質の違いを、構造の違いから、説明せよ。」

答えは、
「ダイヤモンドは、価電子がすべて共有結合に使われているので、電位の不動態である。黒鉛は、炭素原子の価電子のうち一個は、平面構造にそって動くことができるので電気をよく通す。」

とあります。私はこの文の
「平面構造にそって動くことができるので電気をよく通す。」
というところがよくわからなかったのですが、
平面構造とは、横方向ということですよね。？
層と層の間は自由電子は動かないですよね。←確認ですが…。
層と層の間は弱いクーロン力でひっぱりあっているのですよね？

では、どうして電気をよく通すのでしょうか。
自分は、今まで、層と層の間を自由電子が動き回るとか思っていたのですが…

よろしくお願いします。

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回答No.2

ORUKA1951

これは、波動関数を学ばないと理解しにくい部分です。
炭素原子の電子構造は[He]2s2 2p2で示され、結合にはいくつかの方法があります。
　ダイヤモンドはsp^3混成軌道と呼ばれる正四面体の頂点に向かう４つの結合軸。ベンゼンやグラファイトは、sp^2混成軌道とひとつのp軌道、アセチレンはsp混成軌道と二つのp軌道による結合です。そのため、ベンゼンやグラファイトは平面上に炭素が配列しています。(これはsp^3では説明できない)
　p軌道は隣の原子とπ結合と呼ばれる結合を行いますが、π結合は二つの原子を結ぶ軸上に電子が拘束されているσ結合と異なり、電子が移動できます。

　添付の図は、炭素の結合方法ですが、ダイヤモンドや飽和脂肪酸などはsp^3で結合していますし、ベンゼンやグラファイトはsp^2で平面構造をしていてπ結合をもつためその範囲内では電子は自由に動けます。アセチレンは直線分子なのもこれでわかる。

　グラファイトはベンゼンが延々と連なっているため一枚の平面構造の両サイドがπ結合でサンドイッチされた形のため、層に平行な方向には導電性が現れます。