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金属はなぜ電気をよく通すのですか。

gooドクター

A 回答 (5件)

金属とは、金属結合による物質です。


物質の結合には、
共有結合・・・ダイヤモンドなど
イオン結合・・食塩など 陽イオンと陰イオンが電気的な力で結びついている
金属結合・・・金属原子(陽イオン)が自由に動き回れる電子で接着されているもの
分子間力・・・共有結合で出来た分子が分子間力で結びついているもの・・氷とか

 言い換えれば、電気をよく流す固体--自由電子のある固体は金属と同義と言っても良いので、質問自体が答えになっているのです。
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金属には自由電子があるからだ、


少し電圧をかけるだけで簡単に電子の移動が起こる

それはそうです。
でもそれが
>金属はなぜ電気をよく通すのですか。
という質問の答えになっているかどうかは「?」です。
質問が簡単すぎて、何とも言えないという面もありますが、「金属は」の部分です。
「金属」は物質の分類の一つです。電気伝導性を示すかどうかで物質を金属と非金属に分けることができます。でも「金属」を電気伝導性で判断するようになったのは金属の利用の歴史の中で言えば最近の話です。何千年も前から金属の存在は知られていて、利用されてきたのです。だから金属というのは電気など流さなくても分かるものなのです。金属か石か陶器かプラスティックスかは見たり触ったりすれば分かるのです。そういう意味では誰にでもわかる分類です。そういう昔からの基準での分類が新しい電気伝導性による分類と重なってくるというところに「どうして?」という疑問が生じるという可能性があるように思います。
「金属」を「金のようなもの」という意味だと理解すると「金属光沢」と「延展性」が金属に特徴的な性質であると考えられます。「重い」とか「硬い」という性質を付け加えてもいいです。古くから利用されてきた金属のイメージで言えば当てはまっています。
電気伝導性の理由になっている自由電子の存在が同時に金属光沢の生じる理由にもなっているということがそういう疑問に対しての説明になるだろうと思います。自由電子の存在は金属結合の仕組みにもなっています。そしてこの金属結合がまた延性、展性の生じる理由にもなっています。

ご質問を見て私はこういう風に思ったのですが。
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非常に良いご質問ですがうまい説明は難しいです。


1、電流が流れるには電子が移動する必要がある。
2、原子核から遠くにある電子(最外殻電子)が関与するだろう。
3、個体を構成する原子間には電気的な結合力が働いている。強い結合様式(共有結合、イオン結合)では結合に関与する電子は原子間の中間あるいは一方に偏った位置に存在し、移動し難い(局在という)[ここを納得して欲しい]。外部からの多少の電圧では動かない(最後には動く)。
4、金属結合はあまり強くない結合様式で、多数の金属イオン(陽イオン)の間を電子が自由に動き回っている。イオンと電子全体の相互の反発と誘引の和を取ると誘引となる[これが納得し難い!]。これら電子は小さな電圧によってもその方向に動くので自由(?)電子と呼ばれる[ここも苦しい]。自由電子が動きやすいことから電気を良く通すことになる。
5、V=IRのオームの法則が、V≒0から成り立つのは自由電子を持つ金属のみである。共有結合・イオン結合物質では上記3の理由から、非常に大きなVの下で電流が流れる。半導体では中間的なV(?)の大きさから電流が流れる。
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金属の中には自由電子という自由に移動できる電子が存在するらしいです。

(・x・ ).o0○
この自由電子は分子に束縛されないので移動が容易であることから、電流が流れる際には・・・・・・・(。-ω-)zzz
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