Η βασική διαφορά μεταξύ μεταλλικής και ηλεκτρολυτικής αγωγιμότητας είναι ότι η μεταλλική αγωγιμότητα περιλαμβάνει την κίνηση ηλεκτρονίων μέσω ενός μετάλλου, ενώ η ηλεκτρολυτική αγωγιμότητα περιλαμβάνει την κίνηση ιόντων μέσω ενός καθαρού υγρού ή διαλύματος.
Μεταλλική αγωγιμότητα μπορεί να περιγραφεί ως η κίνηση των ηλεκτρονίων μέσω του μετάλλου χωρίς αλλαγές στο μέταλλο και χωρίς κίνηση των ατόμων μετάλλου. Η ηλεκτρολυτική αγωγιμότητα, από την άλλη πλευρά, μπορεί να περιγραφεί ως η διαδικασία μεταφοράς ενέργειας με τη μορφή ηλεκτρικού ρεύματος.
Τι είναι η Μεταλλική Αγωγή;
Μεταλλική αγωγιμότητα μπορεί να περιγραφεί ως η κίνηση των ηλεκτρονίων μέσω του μετάλλου χωρίς αλλαγές στο μέταλλο και χωρίς κίνηση των ατόμων μετάλλου. Συνηθισμένα παραδείγματα μεταλλικών αγωγών περιλαμβάνουν χαλκό, ασήμι και κασσίτερο. Υπάρχει υψηλή πυκνότητα ηλεκτρονίων αγωγιμότητας στα μέταλλα. Για παράδειγμα, το μέταλλο αλουμινίου έχει τρία ηλεκτρόνια σθένους ανά άτομο μετάλλου στο μερικώς γεμάτο εξωτερικό περίβλημά του.
Εικόνα 01: Μεταλλικός αγωγός
Οι μεταλλικοί αγωγοί έχουν φορείς φορτίου και ηλεκτρόνια. Υπό την επίδραση ενός εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου, τα άτομα μετάλλου αποκτούν μέρος της μέσης ταχύτητας μετατόπισης προς μια κατεύθυνση που είναι αντίθετη από το πεδίο.
Στα περισσότερα μέταλλα, δεν υπάρχουν απαγορευμένες ζώνες στο ενεργειακό εύρος των πιο ενεργητικών ηλεκτρονίων. Επιπλέον, τα μέταλλα είναι συνήθως καλοί ηλεκτρικοί αγωγοί. Αντίθετα, οι μονωτές έχουν μεγάλα απαγορευμένα ενεργειακά κενά που διασχίζονται μόνο από ένα ηλεκτρόνιο με ενέργεια πολλών ηλεκτρονιοβολτ. Επομένως, μπορούμε να αναγνωρίσουμε ότι υπάρχει υψηλή πυκνότητα ηλεκτρονίων αγωγιμότητας στα μέταλλα. Για παράδειγμα, υπάρχουν τρία ηλεκτρόνια σθένους σε ένα άτομο αλουμινίου όταν αυτό είναι μερικώς γεμάτο στο εξωτερικό του περίβλημα. Αυτά τα ηλεκτρόνια μπορούν να γίνουν ηλεκτρόνια αγωγιμότητας στο μέταλλο αλουμινίου.
Τι είναι η Ηλεκτρολυτική Αγωγή;
Η ηλεκτρολυτική αγωγιμότητα μπορεί να περιγραφεί ως η διαδικασία μεταφοράς ενέργειας με τη μορφή ηλεκτρικού ρεύματος. Εδώ, η μέθοδος αγωγής είναι η κίνηση των ηλεκτρονίων. Ωστόσο, οποιοδήποτε ηλεκτρόνιο σε οποιοδήποτε σύστημα δεν μπορεί να συμβάλει σε αυτή τη μέθοδο αγωγιμότητας. Τα ηλεκτρόνια πρέπει να βρίσκονται σε ελεύθερη κατάσταση για να μετακινούνται από το ένα μέρος στο άλλο. Τα ηλεκτρόνια του εσωτερικού κελύφους των ατόμων δεν μπορούν να κινηθούν. Μια άλλη απαίτηση είναι η παρουσία ηλεκτρικού πεδίου που μπορεί να προκαλέσει την κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων.
Εικόνα 02: Αγωγιμότητα σε διαφορετικές λύσεις
Τα ηλεκτρόνια που μπορούν να υποστούν αγωγιμότητα ονομάζονται «ηλεκτρόνια αγωγιμότητας». Αυτά τα ηλεκτρόνια δεν είναι σταθερά συνδεδεμένα με κανένα άτομο ή μόριο. Αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια μπορούν να μεταπηδήσουν από το τροχιακό ενός ατόμου σε ένα τροχιακό ενός γειτονικού ατόμου. Ωστόσο, ως σύνολο, αυτά τα ηλεκτρόνια είναι συνδεδεμένα με τον αγωγό. Η κίνηση των ηλεκτρονίων ξεκινά με την εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου. Το ηλεκτρικό πεδίο δίνει στα ηλεκτρόνια μια κατεύθυνση να κινηθούν.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της μεταλλικής και της ηλεκτρολυτικής αγωγιμότητας;
Η μεταλλική και η ηλεκτρολυτική αγωγιμότητα είναι σημαντικές διεργασίες. Η βασική διαφορά μεταξύ της μεταλλικής και της ηλεκτρολυτικής αγωγιμότητας είναι ότι η μεταλλική αγωγιμότητα περιλαμβάνει την κίνηση των ηλεκτρονίων μέσω του μετάλλου, ενώ η ηλεκτρολυτική αγωγιμότητα περιλαμβάνει την κίνηση ιόντων μέσω ενός καθαρού υγρού ή διαλύματος. Επιπλέον, η μεταλλική αγωγιμότητα μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, ενώ η ηλεκτρολυτική αγωγιμότητα αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Επιπλέον, μέταλλα όπως το αλουμίνιο, ο άργυρος ή ο κασσίτερος είναι παραδείγματα μεταλλικών αγωγών, ενώ τα οξέα, οι βάσεις και τα άλατα είναι παραδείγματα ηλεκτρολυτικών αγωγών.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει τις διαφορές μεταξύ της μεταλλικής και της ηλεκτρολυτικής αγωγιμότητας σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Μεταλλική εναντίον Ηλεκτρολυτικής Αγωγής
Μεταλλική αγωγιμότητα είναι η κίνηση των ηλεκτρονίων μέσω του μετάλλου χωρίς αλλαγές στο μέταλλο και χωρίς κίνηση των ατόμων μετάλλου. Η ηλεκτρολυτική αγωγιμότητα, από την άλλη πλευρά, είναι η διαδικασία μεταφοράς ενέργειας με τη μορφή ηλεκτρικού ρεύματος. Επομένως, η βασική διαφορά μεταξύ της μεταλλικής και της ηλεκτρολυτικής αγωγιμότητας είναι ότι η μεταλλική αγωγιμότητα περιλαμβάνει την κίνηση των ηλεκτρονίων μέσω του μετάλλου, ενώ η ηλεκτρολυτική αγωγιμότητα περιλαμβάνει την κίνηση ιόντων μέσω ενός καθαρού υγρού ή διαλύματος.
