¿Por qué el caucho es opaco y el vidrio transparente, a pesar de que ambos son aislantes y, por lo tanto, tienen una gran brecha de energía de electrones?

El caucho no es un material discreto, por lo que debe especificar exactamente de qué está hablando cuando habla de caucho. Supongo que te refieres a los neumáticos de goma (que son negros). Son negros porque en realidad son un compuesto de caucho y negro de carbón que, como su nombre indica, es negro. El caucho sintético puro (más comúnmente el caucho de estireno-butadieno) puede variar en color, pero generalmente es de color amarillo tostado / marrón dependiendo de cómo esté hecho.

El vidrio de la ventana es transparente porque no absorbe la luz en el espectro visible porque la brecha entre su HOMO (órbita molecular ocupada más alta) y su LUMO (orbital molecular ocupado más bajo) es demasiado alta para ser absorbida por los fotones en lo visible. Creo que esto es a lo que te estás refiriendo cuando tratas de relacionar los aisladores con la transparencia. Existe una pequeña correlación entre los materiales que son aislantes y la transparencia (debido a la física de la absorción y los aislantes), pero no necesariamente van de la mano. Por ejemplo, puede hacer opaco cualquier polímero aislante transparente agregando negro de carbón al polímero por debajo de su umbral de filtración (como se hace en los neumáticos). Sin embargo, agregue suficiente negro de humo (más allá del umbral de percolación) y el material comenzará a conducirse. También hay muchos materiales que son lo opuesto a lo que ha aludido, es decir, materiales transparentes que son conductores. Por ejemplo, el óxido de indio y estaño, que es el conductor transparente que se encuentra en todos sus teléfonos celulares.

El vidrio es un sólido cristalino. El caucho es amorfo.

Hay una geometría específica en la que las moléculas de vidrio están dispuestas dentro de la masa. Las moléculas de caucho son cadenas de carbono entrelazadas. Los sólidos cristalinos permiten el paso de los rayos de luz, ya que todas las moléculas interactúan de manera similar con los rayos de luz entrantes (las impurezas en el cristal pueden ocasionar pigmentación u opacidad a veces).

En cuanto a que los dos son aislantes, realmente no estoy seguro de qué respuesta está buscando al tratar de relacionarlo con la transparencia.

El negro de carbón se usa para mejorar las propiedades mecánicas del caucho con el resultado de que es negro opaco.

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