Elektrische Leitfähigkeit
Mit der elektrischen Leitfähigkeit misst man die Fähigkeit eines Stoffes, den elektrischen Strom zu leiten. Das Formelzeichen ist G.Die elektrische Leitfähigkeit wird in Siemens gemessen. Elektrische Leitfähigkeit und elektrischer Widerstand stehen in umgekehrt proportionalem Verhältnis zueinander. Je höher die Leitfähigkeit, desto geringer der Widerstand und umgekehrt. Kurz: G = 1 / R.
Nach der elektrischen Leitfähigkeit unterteilt man Stoffe in
- Leiter (insbesondere alle Metalle)
- Halbleiter (z.B. Silizium, Germanium)
- Nichtleiter oder Isolatoren (die meisten Nichtmetalle sowie Kohlenwasserstoffe und viele organische Verbindungen)
Die Leitfähigkeit eines Stoffes oder Stoffgemisches hängt von der Verfügbarkeit von beweglichen Ladungsträgern ab. Dies können locker gebundene Elektronen (z.B. in Metallen, aber auch in mesomeren organischen Molekülen) sein, aber auch Ionen.
Wässrige Lösungen zeichnen sich durch eine geringe Leitfähigkeit aus. Sie steigt, wenn dem Wasser Ionen, also Salze, Säuren oder Basen hinzugefügt werden. Dementsprechend ist Meerwasser ein besserer elektrischer Leiter als Süßwasser.
In Halbleitern nutzt man gezielte Verunreinigungen, um die Leitfähigkeit zu beeinflussen (Dotierung). Durch Elektronendonatoren werden sie n-dotiert, durch Elemente, die weniger als vier Außenelektronen haben, p-dotiert. Durch die p-Dotierung entstehen Elektronenfehlstellen, auch Löcher genannt, die die Leitfähigkeit ebenso erhöhen wie überzählige Elektronen in n-dotierten Halbleitern.
Siehe auch: Kohlenstoffnanoröhre - Protolyse - Supraleitung
