000.  電気的性質による固体の分類


無機固体化学 の単元です。

小単元

概要

☆電気が流れるということ → 固体の中を「電荷を持った粒子が移動すること」。
   電荷を持った粒子:電子およびイオン。ここではまず電子による電気伝導について。
<電気抵抗、比抵抗、導電率>

 ・電気抵抗:ある物体(固体)に電圧E(V)をかけた
       ところ、電流I(A)が流れた。
       電気抵抗R(Ω)は   R = E/Iで与えられる。→「オームの法則」
       物体のサイズや形がかわると、電気抵抗も変わる。断面積が広いほど、長さが短いほど、電気抵抗は小さくなる。
 ・比抵抗(または抵抗率):断面積M、長さdの物体の電気抵抗がRのとき、比抵抗(ρ)は
       ρ = R×M/dで与えられる。単位はΩ・cm、Ω・m、S-1・cm、S-1mなど。
       これは、試料のサイズや形に依存しない、物質本来の電気の通しにくさを表わす。
 ・導電率(または電気伝導度):比抵抗の逆数。σで表わす。物質本来の電気の通しやすさを表わす。
       単位はS・cm-1、S・m-1など。

 例:断面積1mm2、長さ1mの物質に10Vの電圧をかけたところ、1mAの電流が流れた。この物質の電
   気抵抗、比抵抗、導電率を計算せよ。

 �@ 良導体(金属的導体、金属ともいう)
  → 室温における導電率がおおむね106S・m-1以上。温度が上がると導電率がかすかに低下する。
 �A 半導体
  → 室温における導電率がおおむね10−6S・m-1以上106S・m以下。温度が上がると導電率が大きく上が
   る。良導体と半導体の区別がつきにくいときは、導電率の温度変化を調べればわかる。
 �B絶縁体
  → 室温における導電率がおおむね10-6S・m-1以下。完全な絶縁体(導電率=0)は存在しない。
 
今週のまとめ:
 1.エネルギーバンドについて理解する。
 2.電気抵抗、比抵抗、導電率について理解する。
 3.良導体、半導体、絶縁体の違いを理解する。

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