导电塑料为什么能导电?这是目前科学家们正在探讨的重要课题,并提出了一些观点和论据。比较多的科学家认为,导电塑料能导电,是由于其中掺杂了碘一类的元素起了决定作用。
聚乙炔是由碳原子和氢原子组成的,其中的碳原子利用两个电子与旁边的碳原子结合(双键结合),另一个电子与相反方向的碳原子结合(单键结合),剩下的一个电子与氢原子结合,聚乙炔就是由无数个这种结构组成的。与普通的塑料相比,碳原子由双键和单键交替组成的塑料,具有电子容易流动的性质,如果在其中加入碘等杂质,电子就会被杂质吸引,电子原来所在的位置就会出现空洞。于是,其他电子就会先后流动起来,以弥补这些空洞,从而产生了电流。
还有些科学家从电子能带的概念来解释塑料导电的原理。电子所处的能量状态称为能带,填满了电子的能带(称为满带)是不能导电的,没有电子的能带(称为空带)也不导电,塑料在没有掺杂碘时,其原子结构中要么是完全填满了电子的满带,要么是一个空带,所以都不能导电。但掺杂了某种元素之后,原子中有些电子被释放出来进入空带,使其部分地填充电子,而从满带中逃离一些电子则使满带部分地空缺,这样就使本来不能导电的塑料具有了导电性。还有一些科学家对掺杂了碘的聚合物为什么能导电提出了新的理论,但有些问题至今还解释不清。
自《化学新课程中的教学素材开发》,郑长龙,高等教育出版社
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