Maddeler Elektriği Nasıl İletir?

ELEKTRİK ; Elektronların akışına denir. Peki hangi maddeler elektronlarını sen sağ ben selamet diye teslim ederler? Hangileri elektronunu daha çabuk koşturur? Elektrik akımını oluşturmaktaki başlıca amacımız nedir?

Periyodik tabloda –ki hepimiz görmüşsünüzdür-metaller elektron vermeye en yakın, ametaller ise bu konuda en cimri davranan elementlerdir.

Sıvılarda iletkenlik maddenin iyonlarına ayrılmasıyla gerçekleşir. Sıvı içerisinde moleküler şeklinde ayrışan maddeler elektriği iletmezler. Gazlar ise uygun şartlara getirildiğinde elektriği iletirler ve aynı şekilde iyonlarına ayrıştırılması gerekir. Bunun için temel şart düşük basınç ve yüksek gerilimdir.

VE KATILAR

Katıların elektrik iletkenliğinden bahsetmek için özellikle kristallere değinmek istiyorum.

KRİSTALLER …Üç boyutlu uzayda atom yada atom gruplarının periyodik olarak dizilmesidir. Bu şekilde olmayıp rastgele dizilime sahip katı maddelere ise amorf madde denir.

.

Katıların en önemli elektronik özellikleri en iyi kristallerle ifade edilebilir. Bakır , demir ,gümüş, alimünyum ve  alkalli metaller basit kristallere örnektir, yani yapı birimi tek atomdur. Yapı birimi inorganik kristallerde 100 ve protein kristallerinde 10.000 in üstüne çıkar.

Kristal katı türleri, aradaki çekim kuvvetlerine göre;

İyonik, kovalent ,metalik ve Moleküler kristaller olarak gruplandırılabilir.

Örgü Noktası: Atomları geometrik bir nokta olarak düşünecek olursak bu durumda oluşacak desendeki her bir kilit noktasına örgü oluşan desene de kristal örgü denir.

Aşağıdaki şekil üç boyutlu kristal örgü yapısına örnektir.

İyonik Kristaller: Her bir örgü noktasında + ve – iyonlar bulunur. Bu iyonları bir arada tutan coulomb kuvvetidir.Örgü noktalarında bulunan iyonlar sıkı bir şekilde bağlıdırlar ve hareketsizdirler. Bu nedenle katı halde iyonik kristaller elektriği iletmezler. Ancak suda çözündüklerinde ve eritildiklerinde elektriği iletirler. İyonik bağların sağlamlığından dolayı kararlı ve sert kristallerdir.

Kovalent Kristaller:

Örgü noktalarında ametal atomlar bulunur. Elektronların ortaklaşa kullanımı sonucu oluşan bu bağda elektron alış verişi söz konusu olmadığı için iyonlarda oluşamaz .Kovalent kristaller, katının bütünü içindeki atomlar arasında oluşan kovalent bağlar örgüsü ile meydana gelir.  

Kovalent bağlar, kristal içinde üç boyutlu bir ağ yapısı oluştururlar. Bu ağ yapısının sağlamlığından dolayı kovalent kristaller çok sert olup yüksek erime noktasına sahiptirler. Elmasın çok sert oluşu 3000 santigrat derecenin üstünde erimesi bu bağın oldukça kuvvetli olmasındandır.

Elektronların kovalent bağlarda hareketsiz bir şekilde yoğunlaşmasından dolayı elektrik akımını iletmezler (çok az iletirler).

Karbonun farklı kristal yapısına sahip grafit örneğinde olduğu gibi bazı kovalent kristallerde iki boyutlu sonsuz kovalent bağ vardır. Grafit

elektriği iyi iletir ve yumuşaktır.

METALİK KRİSTALLER: Örgü noktalarında aynı metalin katyonları bulunur. iyonik ve kovalent bağlardan daha zayıf olan bu bağ diğer bağların aksine elektriksel iletkenliği oldukça yüksek bir kristal yapıya sahiptir. Bu iletkenliğinin sebebi ise değerlik elektronlarının kolayca iletim elektronu haline geçebilmeleridir.

Parlaklıkları, tel ve levha haline gelebilmeleri, ısı ve elektrik iletkenlikleri elektron bulutlarının hareketliliğinden kaynaklanır. Ucuzluğu ve kullanım kolaylığı açısından bakır tercih edilir.

MOLEKÜLLER KRİSTALLER :Örgü noktalarında atom veya molekül bulunduran bu kristallerin arasında hidrojen bağı ,dipol dipol etkileşimi, london kuvvetleri gibi çekim kuvveti zayıf olan bağlar gerçekleşir.Hareketli ve serbest elektronları bulunmadığından elektriksel  iletekenlikleri  yoktur.

CO2 KRİSTALİ