Warum leiten Metalle Strom?

Metalle leiten Elektrizität gut, da die äußersten Elektronen in ihren Atomen von schwachen atomaren Kräften gehalten werden, sodass diese Elektronen leicht von einem Atom zum anderen fließen können. Dieser Elektronenfluss ist das, was liegt im Herzen eines elektrischen Stroms.

Die Art der Bindungen, die Atome miteinander eingehen, hängt von ihrer atomaren Konfiguration ab. Jedes Atom hat eine unterschiedliche Anzahl von Elektronen, die in Schalen angeordnet sind, die zunehmende Energiezustände darstellen. Wenn eine Schale die maximale Anzahl von Elektronen hat, die sie aufnehmen kann, ist sie relativ stabil, während eine Schale mit weniger Elektronen leichter Elektronen abgeben und aufnehmen kann. Organische Moleküle neigen dazu, Bindungen aufzuweisen, die diese Elektronenhüllen ausfüllen, während Metalle dazu neigen, mehr Lücken in der äußersten Hülle zu haben. In starken Leitern wie Kupfer fließen freie Elektronen um die Metallatome herum wie Wasser um Inseln und bewegen sich frei von einem Atom zum nächsten.

Wenn ein elektrisches Feld an ein Metall angelegt wird, bewegen sich diese Elektronen von Ort zu Ort. Da jedes Elektron die gleiche elektrische Ladung hat, stoßen sich die Teilchen stark ab. Ein freies Elektron verschiebt sich zum benachbarten Metallatom, verdrängt vorhandene freie Elektronen, wodurch sie sich in Stromrichtung bewegen.