導電率は物理的または化学的特性ですか? (そしてなぜ?)

導電性は物質の物理的特性です。これは、化学変化を起こさずに電流を伝導する材料の能力を指します。導電率は材料内の電子の配置によって決まり、温度、圧力、不純物の存在などの要因によって変化します。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

なぜ導電性が物理的特性なのでしょうか?

導電率は、材料の化学組成を変えることなく観察および測定できる材料の特性または挙動を記述するため、物理特性とみなされます。物理的特性は物質に固有のものであり、存在する物質の量には依存しません。

導電率の場合、材料が電気を通す能力のことです。たとえば、金属は、印加された電場に応じて材料中を容易に移動できる多数の自由電子を持っているため、電気の良導体です。

一方、絶縁体は自由電子がほとんどないため、電気をよく通しません。

導電率の物理的特性は、材料のサイズや量には依存しません。導電性材料の小さな部分は、同じ条件下では同じ材料のより大きな部分と同じ導電率を示します。

物性としての導電性は、電気・電子機器の設計、配線用の導電性材料、エレクトロニクス用の半導体の開発など、さまざまな実用用途で材料を分類し理解するために使用される重要な特性です。

導電性は物質の化学組成や構造の変化を伴わないため、化学特性ではありません。化学的特性は、物質がどのように化学反応を起こすか、または他の物質と相互作用して新しい物質を形成するかを記述する特性です。

対照的に、導電率は、電場が印加されたときの材料内の荷電粒子 (電子やイオンなど) の動きに関係します。

この挙動は、材料の原子または分子構造における電子の配置によって支配され、これは化学的側面ではなく物理的側面です。

化学的特性は、物質が他の物質と反応する能力、反応性、化学反応における挙動に関係します。これらの特性は、物質の分子または結晶格子内の原子の種類と配置、および原子間の化学結合の性質によって決まります。

一方、導電率は材料の電気を伝導する能力のみに関係し、材料内の電荷キャリア (自由電子など) の利用可能性によって決まります。

要約すると、導電性は材料が電場にどのように反応するかに関係し、その化学的性質や組成の変化には関与しないため、物理的特性です。

導電率はさまざまな方法で測定されます。以下は、導電率を測定するために一般的に使用される機器と方法のリストです。

これらの機器と方法は、さまざまな材料や溶液の電気伝導率を測定するために、さまざまな産業、研究分野、教育機関で広く使用されています。