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絶縁体でも導体でも物質は原子からできており、その原子はさらに多くの電子を含んでいます。電子を含んでいるのでどちらも電気が流れそうなものですが、ご承知のように絶縁体では電気は流れません。 電子には自由に動ける電子(自由電子)と動きにくい電子(価電子)があるためです。金属は自由電子を多く有するために導電性をもちます。一方絶縁体には自由電子がほとんどない(全くのゼロではない)ために電気が流れません。 ダイヤモンドは極めて多くの炭素原子が整然と並んでできているものですが、原子の最外殻にある4つの電子すべてが隣の炭素原子と結合するために使われて勝手にそこから抜け出すことはできません。このためにダイヤモンドには自由に動ける電子がごくわずかしかなく、実質的に電気が流れないのです。 同じ炭素でもグラファイトになりますと電気が流れるようになります。結合のために使われる価電子のうち3つは強い結合で動けませんが、残りの一つは弱い結合(π結合)で、この電子はグラファイトの層に沿ってかなり自由に動けるためです。 どの程度説明すればよいか不明だったのでエイヤで書きましたが、こんなところでいかがでしょう?
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- Nickee
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電流がなぜ流れるのか、簡単に答えると、自由電子が電圧によって運ばれるためです。この自由電子はどのようにできるのかと、いうと結晶中での価電子がそうなります。ここで問題とされているダイヤモンドは元素記号は炭素(C)ですよね。パウリの排他律により、ここで、決定される価電子4個であるため、結晶中ではこの炭素が互いに共有結合をして、結晶でのエネルギー状態が安定するため、理論上、価電子がない状態になり、結果として電流が流れません。 この分野は奥が深いためどこまで説明すればよいかわかりませんでしたが、質問内容からして、中学生程度ほどにとどめて、説明しました。 自分もこの分野を勉強中の身なので、まちがっているところ、説明不足のところがあるかもしれません。 もし、何かありましたら、補足に書くこんでいてください。
お礼
ありがとうございました。
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