Chất dẫn điện tốt nhất là gì trong hóa học năm 2024

Điện năng là một phát minh vĩ đại của nhân loại, nó giúp thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp, giảm sức lao động và nâng cao chất lượng cuộc sống. Để truyền tải điện năng đến các thiết bị điện thì các vật liệu dẫn điện đóng vai trò rất quan trọng. Vậy những kim loại dẫn điện tốt nhất là kim loại nào? Cùng Vimitech tìm hiểu về chúng qua bài chia sẻ dưới đây nhé!

Mục lục

1. Độ dẫn điện của kim loại là gì?

Trước khi tìm hiểu về các kim loại dẫn điện tốt nhất thì chúng ta phải hiểu được khái niệm độ dẫn điện là gì?

Độ dẫn điện là khả năng truyền tải điện năng hay khả năng truyền dẫn dòng điện. Độ dẫn điện thường được ký hiệu là EC. Đại lượng này chủ yếu phụ thuộc vào các hạt mang điện tích gọi là ion, bao gồm ion âm (-) và ion dương (+). Vật liệu nào càng chứa nhiều ion thì độ dẫn điện càng lớn và ngược lại.

Việc kiểm soát được độ dẫn điện của kim loại giúp giảm hao phí trong quá trình truyền tải điện. Ngoài ra nó còn giúp người sử dụng lựa chọn vật liệu phù hợp với độ dài đường truyền và điều kiện sử dụng.

• Để giải thích cho việc kim loại dẫn điện tốt nhất thì chúng ta phải tìm hiểu sâu về cấu tạo của kim loại.
• Kim loại được hình thành là do các electron bao quanh hạt nhân. Trong nguyên tử của các kim loại đa số đều có khá ít electron ở lớp ngoài cùng, thông thường là 1,2 hoặc 3 electron.
• Số lượng electron thấp nên sự liên kết của electron với hạt nhân kim loại cùng rất yếu. Chính vì đó mà các electron lớp ngoài sẽ dễ dàng bị đẩy khỏi nguyên tử và hình thành các electron tự do dịch chuyển bên trong kim loại.
• Ở trạng thái bình thường các electron này sẽ chuyển động hỗn loạn trong kim loại. Nhưng khi có dòng điện đi qua kim loại, các electron này sẽ chuyển động thành dòng và hướng từ cực âm tới cực dương tạo thành dòng điện. Do đó có thể khẳng định kim loại là vật liệu dẫn điện tốt nhất hiện nay.

3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện của kim loại

Tùy thuộc vào cấu tạo mà độ dẫn điện của kim loại cũng không giống nhau. Bên cạnh yếu tố này còn một số yếu tố khác ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng dẫn điện của kim loại phải kể đến như:

• Nhiệt độ: Khi nhiệt độ kim loại tăng cao, các cation trong kim loại sẽ có xu hướng dao động mạnh làm cản trở sự dịch chuyển của các electron tự do trong kim loai. Yếu tố này làm giảm khả năng dẫn điện của kim loại. Nhiệt độ tăng càng cao thì khả năng dẫn điện của kim loại càng thấp.
• Tạp chất: Kim loại càng chứa nhiều tạp chất thì khả năng dẫn điện càng kém, ngược lại kim loại có độ tinh khiết càng cao thì khả năng dẫn điện càng kém.

4. Top 10 kim loại dẫn điện tốt nhất hiện nay

Dưới đây là 10 kim loại dẫn điện tốt nhất hiện nay được sắp xếp theo thứ tự giảm dần:

4.1 Bạc (Ag) kim loại dẫn điện tốt nhất

Bạc là một kim loại dẫn đầu trong danh sách về khả năng dẫn điện. Kim loại này mang đặc tính mềm dẻo, dễ uốn, thay đổi hình dạng và có bề ngoài màu sáng bạc.

Từ xa xưa bạc đã được sử dụng để đúc tiền sản xuất nữ trang. Ngày nay người ta thường sử dụng bạc để tráng gương, đồ trang sức, chén, đũa hàn,…

Nhược điểm của loại vật liệu này là có giá thành tương đối cao. Chính vì vậy mà nó thường không được sử dụng phổ biến với mục đích truyền dẫn điện.

4.2 Đồng (Cu)

Đứng sau bạc trong danh sách về độ dẫn điện là kim loại đồng, ký hiệu là Cu. Đây là kim loại có màu nâu cam, mềm dẻo dễ uốn và có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. Kim loại này được con người phát hiện từ rất sớm nhưng chỉ được khai thác và đưa vào sử dụng dưới dạng thô sơ. Từ xa xưa đồng đã được ứng dụng phổ biến, các lò luyện kim được mở ra tại nhiều nơi. Những sản phẩm được đúc từ đồng mang đậm dấu ấn lịch sử, được xem là nét đẹp văn hóa lưu truyền đến ngày nay.

Hiện nay do trình độ khoa học phát triển, đồng cũng được ứng dụng vào trong nhiều ngành nghề hơn như đúc tượng, cuộn từ nam châm, động cơ điện, mỹ nghệ,.. Nhưng phổ biến nhất vẫn phải kể đến là ứng dụng làm chất dẫn điện.

4.3 Vàng (Au)

Vàng (Au) là kim loại đứng thứ 3 trong danh sách về khả năng dẫn điện. Kim loại này được biết đến với màu vàng sáng, mềm dẻo dễ uốn, dát mỏng. Đây cũng là vật liệu nổi bật với khả năng chống ăn mòn và oxy hóa cao.

Vàng nguyên chất rất mềm nên thường được kết hợp với bạc hoặc đồng tạo ra các hợp kim có độ cứng cao hơn. Chúng thường được ứng dụng phổ biến để chế tác thành nữ trang do có giá thành tương đối cao.

4.4 Nhôm (Al)

Đứng thứ 4 trong danh sách những kim loại dẫn điện tốt nhất là nhôm (Al). Đây là kim loại có bề ngoài màu sáng bạc, tính dẻo và khả năng chống oxy hóa tốt. Kim loại này có giá thành rẻ khả năng dẫn điện cũng tương đối tốt nên được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực.

Một số ứng dụng của vật liệu này phải kế tới như: vách ngăn xây dựng, cột cũng như trụ nhà, tôn lợp mái nhà,.. Ngoài ra người ta còn sử dụng vật liệu này trong ngành hàng không vũ trụ, vật liệu cấu trúc,..

4.5 Natri (Na)

Natri là một nguyên tố hóa học có nguyên tử khối là 23 và có ký hiệu hóa học là Na. Kim loại này mang đặc tính mềm, màu bạc, khi bị oxy hóa sẽ chuyển sang màu trắng xám. Đây cũng là kim loại phổ biến thứ 6 trong lớp vỏ trái đất.

Natri là nguyên tố không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực cuộc sống. Nó là thành phần quan trọng nhất trong việc sản xuất este và các hợp chất hữu cơ. Đồng thời thì Na cũng là thành phần của muối ăn NaCl dùng để làm xà phòng hoặc làm trơn bề mặt kim loại, làm tinh khiết kim loại,…

Chất cách điện tốt nhất là gì?

Trong các vật liệu cách điện dạng rắn, mica là chất cách điện tốt nhất nhưng có giá thành khá cao và thường được dùng trong các máy có điện áp cao.

Tại sao vàng dẫn điện tốt nhất?

Điều này giải thích vì sao một số kim loại như bạc, đồng và vàng lại có độ dẫn điện cao: chúng có số lượng lớn electron tự do có thể di chuyển một cách dễ dàng trong cấu trúc nguyên tử của chúng, tạo ra dòng điện hiệu quả khi được nối với nguồn điện.

Tại sao kim loại là chất dẫn điện tốt nhất?

Kim loại có khả năng dẫn điện cực kỳ hiệu quả có lẽ bởi trong cấu tạo của kim loại có nhiều các hạt điện tích electron âm di chuyển một cách tự do và dễ dàng len lỏi qua các đồ vật hay hợp chất. Điện xuất hiện khi các hạt electron âm này di chuyển và tạo chuyển động mạnh.

Vàng dẫn điện đứng thứ mấy?

Độ dẫn điện của vàng chỉ đứng thứ 3, cao hơn nhôm nhưng thấp xa so với đồng.