Dlaczego papier grafitowy przewodzi prąd?
Ponieważ grafit zawiera ładunki swobodne, po naelektryzowaniu ładunki te przemieszczają się swobodnie, tworząc prąd, dzięki czemu grafit może przewodzić prąd. Prawdziwym powodem, dla którego grafit przewodzi prąd, jest to, że 6 atomów węgla dzieli 6 elektronów, tworząc duże wiązanie ∏66 z 6 elektronami i 6 centrami. W pierścieniu węglowym tej samej warstwy grafitu wszystkie pierścienie sześcioczłonowe tworzą układ sprzężony ∏-∏. Innymi słowy, w pierścieniu węglowym tej samej warstwy grafitu wszystkie atomy węgla tworzą ogromne wiązanie ∏, a wszystkie elektrony w tym dużym wiązaniu ∏ mogą swobodnie przepływać w warstwie, co jest powodem, dla którego papier grafitowy może przewodzić prąd.
Grafit ma strukturę płytkową, a między warstwami znajdują się wolne elektrony, które nie są połączone. Po naelektryzowaniu mogą one przemieszczać się kierunkowo. Praktycznie wszystkie substancje przewodzą prąd elektryczny, to tylko kwestia rezystywności. Struktura grafitu decyduje o tym, że ma on najmniejszą rezystywność spośród pierwiastków węgla.
Zasada przewodzenia prądu przez papier grafitowy:
Węgiel jest atomem czterowartościowym. Z jednej strony, podobnie jak w atomach metali, skrajne elektrony łatwo tracą elektrony. Węgiel ma ich mniej. Jest bardzo podobny do metali, więc charakteryzuje się pewną przewodnością elektryczną. Powstają wówczas odpowiednie wolne elektrony i dziury. W połączeniu z elektronami zewnętrznymi, które węgiel może łatwo utracić, pod wpływem różnicy potencjałów następuje ruch i wypełnianie dziur. Powstaje przepływ elektronów. Na tym właśnie polega zasada działania półprzewodników.
Czas publikacji: 14 marca 2022 r.