Почему медь и серебро – лучшие проводники?

В предыдущем посте я говорил о факторах, влияющих на электропроводность металлов. Там мы говорили об особенностях переходных металлов. О том, что их сопротивление ниже из-за участия в переносе заряда малоподвижных d-электронов с незаполненных внутренних оболочек. Но вот парадокс: медь и серебро, которые всем известны, как лучшие в мире проводники, тоже являются переходными металлами!

У нас тут, вроде бы физика, но еще и химию с таблицей Менделеева вспоминать приходится.

В переходных металлах внешняя оболочка, как правило, полностью заполнена, а внутренняя нет. Но среди них есть несколько исключений, когда энергетически выгодно быстрее наполовину или полностью заполнить эту d-оболочку в угоду внешней. Одним из таких исключений является медь, у которой внутренняя d-оболочка полностью заполнена, а внешняя заполнена не до конца.

У меди из-за достижения энергетически выгодного положения внутренней оболочки d-электроны уже перестают участвовать в проводимости и своей малоподвижностью негативно влиять на способность переносить заряд. Более того, эта заполненная внутренняя оболочка, как будто, экранирует положительное ядро от внешнего отрицательно заряженного электрона и еще больше ослабляет кулоновское притяжение, давая больше свободы переносчику тока. Добавим к этому всему тот факт, что в кристаллической структуре меди атомы упакованы наиболее плотным образом, а значит, концентрация свободных электронов высокая. По этим причинам, при прочих равных, медь хорошо проводит ток.

Аналогичным строением электронных оболочек обладает серебро. А оно является рекордсменом по электропроводности. Ее сопротивление даже меньше, чем у меди. У серебра атом больше, и внешняя электронная оболочка, на которой сидит свободный электрон, находится дальше от ядра. Тем самым, помимо того же самого «экранирования» ядра внутренними оболочками, сила притяжения к нему еще слабее, из-за увеличенного расстояния. Поэтому серебро – лучший проводник из всех металлов. Правда дорогой.

Есть еще парочка металлов с хорошей проводимостью. В комментариях можете написать, какие.