Elektrische Leitfähigkeit an Elektronengasmodell erklären,aber wie?
Ich hab mir schon durchgelesen,was beides ist,aber weiß nicht wie ich es aneinader erklären soll.
2 Antworten
Moin,
wieso? Das ist doch ziemlich einfach...
Elektrische Leitfähigkeit beschäftigt sich doch damit, wie gut oder schlecht elektrischer Strom transportiert werden kann.
Strom fließt immer dann gut, wenn bewegliche Ladungsträger vorhanden sind. Das können Ionen sein (weshalb Salzlösungen oder Salzschmelzen gute Stromleiter sind und eine hohe elektrische Leitfähigkeit haben), das können aber auch Elektronen sein (und hier kommen die Metalle ins Spiel).
Das Elektronengasmodell ist eine modellartige Vorstellung über den Zusammenhalt von Metallatomen in einem Verband (metallische Bindung), die einige Eigenschaften von Metallen gut erklären kann. Dabei geht man davon aus, dass die Atomrümpfe der Metalle mehr oder weniger feste Plätze in einer mehr oder weniger festen kristallinen Struktur einnehmen. Die (wenigen) Valenzelektronen der beteiligten Atome sind dabei aber in dem Atomrumpfverband nicht mehr an ein einzelnes Atom gebunden, sondern bilden eine Art "Elektronengas", das sich zwischen den Atomrümpfen befindet und den Zusammenhalt des Ganzen bewirkt. Anders als in einem Salzkristall wechseln sich daher nicht entgegengesetzt geladene Ionen ab, die dann starre Gitterplätze einnehmen, sondern die positiv geladenen Metallatomrümpfe werden durch das negativ geladene "Elektronengas" zusammengehalten. Daher sind Metalle in der Regel nicht spröde wie Salzkristalle, sondern die Atomrümpfe können in gewissen Grenzen aneinander vorbei gleiten (weshalb Metalle verformbar und biegsam sind). Aber ich schweife ab...
Was nun die elektrische Leitfähigkeit angeht, so sind die Valenzelektronen in Metallen wie gesagt in einer Art Gas vereinigt. Sie sind also nicht mehr an bestimmte Atomrümpfe gebunden, sondern "delokalisiert" (nicht an einen festen Ort gebunden). Delokalisierte Elektronen sind dann aber (mehr oder weniger) frei beweglich. Und damit schließt sich der Kreis, denn frei bewegliche Ladungsträger sind die Voraussetzung für Stromfluss und damit für eine gute elektrische Leitfähigkeit.
Fazit: Gute elektrische Leitfähigkeit setzt frei bewegliche Ladungsträger voraus - Das Elektronengasmodell ist ein Modell, das den Zusammenhalt von Metallatomen untereinander erklärt. - Dabei vereinigen alle beteiligten Atome ihre Valenzelektronen zu einem sogenannten "Elektronengas". - In dem Elektronengas sind die Valenzelektronen nicht mehr an einzelne Atomrümpfe gebunden; sie sind delokalisiert. - Delokalisierte Elektronen sind (mehr oder weniger) frei bewegliche Elektronen. - Damit haben Metallatomverbände frei bewegliche Ladungsträger und können deshalb elektrischen Strom gut transportieren...
Alles klar?
LG von der Waterkant.
Hallo SimiBloodwater
Bei festen Metallen bilden die positiv geladenen Atomrümpfe ein Metallgitter. Die Valenzelektronen bilden das Elektronengas, was bedeutet, dass die einzelnen Elektronen keinen bestimmten Metallatomen zugeordnet werden können. Die Elektronen sind freibeweglich und können durch eine Stromquelle in Bewegung gesetzt werden.
In dem Link ist etwas weiter unten eine Animation über die Leitfähigkeit von Metallen dargestellt. Die 'Modelldarstellung' ist dabei sehr anschaulich. Einfach mal durchscrollen.
http://chemie-interaktiv.net/ff.htm#
LG