¿Por qué el diamante es un mal conductor del calor aunque no tenga electrones libres?

Los metales son buenos conductores de calor y electricidad porque tienen electrones que fluyen libremente, que transportan calor y carga.

Los aisladores no tienen electrones que fluyen libremente, por lo que generalmente son malos conductores de calor y electricidad.

El diamante no tiene electrones que fluyan libremente, por lo que es un mal conductor de la electricidad . Sin embargo, tiene enlaces muy fuertes entre sus átomos de carbono constituyentes, que permiten que algo llamado fonones se propague a través de su estructura cristalina. Los fonones son vibraciones dentro de estos enlaces que permiten que el calor pase extremadamente rápido a través del diamante. Cuando el diamante es puro, es el mejor conductor de calor.

El diamante también se puede hacer para conducir electricidad. Si el diamante contiene Boro en cantidades suficientemente altas, tornándolo azul o incluso negro, esto da lugar a electrones que fluyen libremente (o al menos electrones que pueden ser persuadidos para fluir), lo que le permite conducir electricidad.

El diamante altamente dañado o impuro será menos conductor del calor, ya que los defectos y las dislocaciones en la estructura cristalina dificultan la propagación de los fonones. Sin embargo, el diamante debe estar realmente desordenado antes de que sea tan conductor térmico como el cobre. ¡Normalmente es mucho mejor!

Pregunta original: “¿Por qué el diamante es un mal conductor del calor a pesar de que no tiene electrones libres?”

Es posible que haya querido decir “bueno” en lugar de “malo”. El diamante se encuentra entre los mejores conductores de calor: un competidor poco probable para el diamante como el mejor conductor térmico

La razón de esto como se indica en el enlace es “La alta conductividad térmica del diamante se entiende bien, como resultado de la ligereza de los átomos de carbono constituyentes y los enlaces químicos rígidos entre ellos, según el coautor David Broido, profesor de física en el Boston College “.

La conductividad térmica del diamante es de aproximadamente cuatro a cinco veces la de los metales de conductividad térmica alta como Cu o Ag (la conductividad térmica de Cu y Ag es 4 y 4.3 http://W.cm -1 .K -t, respectivamente)

En realidad es lo contrario. El diamante es uno de los mejores conductores de calor. La razón de esto radica en la estructura compacta 3d sp³ que deja poco o ningún espacio entre los átomos respectivos. Por lo tanto, debido a esta característica, el calor se transfiere fácilmente a través de sus átomos con muy poca disipación.

More Interesting

En la órbita de Bohr, un electrón no gana ni pierde energía debido a la formación de ondas estacionarias. ¿Como sucedió esto?

¿El tamaño de un electrón difiere en cada orbital o no?

¿Por qué los valores de las cosas, como la masa de un electrón, la velocidad de la luz, etc., son como son?

¿Por qué la corriente fotoeléctrica no depende de la energía cinética máxima de los electrones?

¿Cómo explica la existencia de capas de electrones por qué no entran en espiral en el núcleo de un átomo?

¿Por qué la cuantización tiene lugar solo en espacios confinados?

¿Cuál es el producto electrónico más sorprendente durante las recientes innovaciones en electrónica?

¿Cómo ha impedido la propiedad de onda de los electrones su colisión con el núcleo? En otras palabras, ¿qué tiene de especial la naturaleza ondulada de los electrones?

¿Cuál es el número máximo de electrones que un metal puede expulsar en un semiconductor durante el efecto fotoeléctrico antes de que el metal se destruya?

¿No se vuelve a emitir una jaula de faradays con conexión a tierra y un campo eléctrico externo?

¿Por qué un electrón no cae en el núcleo debido a fuerzas estáticas?

Los electrones pueden absorber fotones, pero si tanto los electrones como los fotones son partículas puntuales, ¿cómo se encuentran alguna vez?

¿Hay alguna evidencia física del campo de electrones, o es solo una hipótesis?

Cuando dicen que un electrón tiene una naturaleza de partículas y de ondas, ¿qué quieren decir realmente? ¿Cómo se explica este fenómeno a un laico?

¿Cuáles son los principios de la resonancia del espín electrónico?