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金属原子だけでできたもので、導体でないのは?

金属元素だけでできたもので、電気を通さないもの(絶縁体)ってありますか? あれば、具体的に何ですか? 陽イオンになる原子(=金属原子)だけだと、電子が余るので自由電子ができて、自由電子があれば導体だから・・・ という仮説は間違っているのか知りたいんです。

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ちなみに、金属はフェルミ準位が伝導帯の中にあり、隣り合う原子が異種金属であっても界面に仕事関数を与えることは無いため、金属同士を集めてきた場合は絶縁体にはなりません。 ただ、真空を「十分な距離をもって」隔てた金属面の間は絶縁されます。ここで、十分な距離と言ったのは、トンネル効果があるからです。 この議論は自由電子が3次元的に広がった固体を想定していますが、1次元の閉じ込めまでの条件であれば容易に成り立つことがわかります。量子力学的なアプローチです。

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質問者からのお礼

くわしく、ありがとうございます。 とてもわかりやすかったです。

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  • 回答No.5

おもしろそうなのでちょっと調べてみました。 高圧/高温の水銀はある条件下では液体のまま 絶縁体になるそうです。

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質問者からのお礼

詳しく教えてくださってありがとうございます。

  • 回答No.3

フェルミ準位が広い禁制帯の中にある(←絶縁体の特徴)ような金属なんか、聞いたことも見たこともありません。

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  • 回答No.2
noname#175206
noname#175206

>陽イオンになる原子(=金属原子)だけだと、電子が余るので自由電子ができて、自由電子があれば導体だから・・・  あからさまに間違っています。「陽イオンになる原子」は「陽イオンになる原子核」でしょうね。原子は電子が余ってもいないし、不足もしていません。安定した固体の状態で静電気で帯電していなければ。  固体の状態では、どんな原子核(これは正電荷を持つ)も、釣り合うだけの電子(これは負電荷を持つ)を持っています。  だから、「電子が余るので自由電子ができて」ということは起こりません。電子は余らないのです。導体である金属でも。  固体の絶縁体では、原子同士の結合方法がどうであれ、電子はしっかり固定されています。  固体の導体である金属では、電子は原子核や原子核同士の結合から解き放たれて、自由に動けるようになっています。それが自由電子です。  その自由電子によって、電圧が掛かれば電流が流れます。電子レベルで言えば、負極から流れ込んだ電子によって、正極に同数の電子が逃げ出す、と大雑把に理解してもいいかと思います。

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質問者からのお礼

わかりやすい説明、ありがとうございます。

  • 回答No.1

『陽イオンになる原子(=金属原子)』は誤りです。   陽イオンというのは電解質の中で電離したもので、正の電気を帯びています。それを相殺する負の電子と結びつくと原子になります。電離している負の電子を「自由電子」と呼ぶのではありません。 金属は結合すると電子がその金属の塊の中を自由に動き回ります。この性質が電導性なのです。金属は金属結合するものなのてす。

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質問者からのお礼

間違いを指摘していただいて、ありがとうございます。 少しスッキリしました。

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