1. Antal gratis elektroner:
* metaller med löst bundna valenselektroner: Metaller som koppar, silver och guld har ett stort antal fria elektroner i deras yttersta skal (valensskal). Dessa elektroner är lätt fristående från sina atomer och blir fria att röra sig genom metallens struktur.
* metaller med tätt bundna valenselektroner: Metaller som volfram, järn och nickel har färre fria elektroner eftersom deras valenselektroner är tätare bundna till sina atomer. Detta begränsar deras konduktivitet.
2. Elektronmobilitet:
* Kristallstruktur: Metaller med en mycket regelbunden, ordnad kristallstruktur, som koppar, gör det möjligt för elektroner att röra sig fritt med mindre motstånd.
* föroreningar och defekter: Närvaron av föroreningar, defekter eller korngränser i en metallstruktur kan sprida elektroner och öka motståndet.
3. Temperatur:
* Ökad temperatur, ökat motstånd: När temperaturen stiger, vibrerar atomer mer, vilket ökar sannolikheten för elektronspridning och minskning av konduktivitet.
Exempel:
* Silver är den bästa ledaren: Den har ett stort antal fria elektroner och en mycket ordnad kristallstruktur.
* koppar är en nära sekund: Det är mer prisvärt och används allmänt än silver.
* volfram har högt motstånd: Det används i glödlampor eftersom det tål höga temperaturer utan att smälta.
Sammanfattningsvis:
Metaller med ett stort antal fria elektroner, en mycket ordnad kristallstruktur och minimala föroreningar är de bästa ledarna. Elektronernas förmåga att röra sig fritt inom metallen bestämmer dess konduktivitet. Temperaturen spelar också en roll, med högre temperaturer som leder till ökad motstånd.
