Trả lời nhanh
Kim loại dẫn điện tốt nhất trong tất cả các kim loại là bạc (Ag). Nguyên nhân là bạc có độ dẫn điện lớn nhất ở điều kiện thường, nhỉnh hơn đồng một chút. Thứ tự thường gặp trong chương trình: Ag > Cu > Au > Al > Fe. Khi đề cho các phương án vàng, đồng, nhôm, sắt thì chọn bạc nếu có trong đề.
Vì sao kim loại dẫn điện được?
Trong tinh thể kim loại có các electron hoá trị liên kết yếu với hạt nhân, gọi là electron tự do. Chúng chuyển động hỗn loạn khắp mạng tinh thể.
Khi đặt hiệu điện thế vào hai đầu dây kim loại, các electron này chuyển động có hướng ngược chiều điện trường, tạo thành dòng điện. Kim loại nào có nhiều electron tự do linh động và ít bị cản trở bởi dao động của các ion dương thì dẫn điện càng tốt.
Bảng so sánh độ dẫn điện một số kim loại
Số liệu dưới đây là giá trị gần đúng ở khoảng 20 °C (đơn vị MS/m), dùng để so sánh thứ bậc chứ không cần học thuộc.
| Kim loại | Độ dẫn điện (gần đúng) | Ứng dụng tiêu biểu |
|---|---|---|
| Bạc (Ag) | ≈ 63 | Tiếp điểm, mạch điện tử đặc biệt, đồ trang sức |
| Đồng (Cu) | ≈ 59 | Dây điện dân dụng, cuộn dây động cơ |
| Vàng (Au) | ≈ 45 | Chân linh kiện, đầu nối chống gỉ |
| Nhôm (Al) | ≈ 38 | Dây điện cao thế, nhẹ và rẻ |
| Sắt (Fe) | ≈ 10 | Ít dùng làm dây dẫn |
Mẹo nhớ thứ tự dẫn điện
Hãy nhớ câu: “Bạc Đồng Vàng Nhôm Sắt”, tức Ag > Cu > Au > Al > Fe. Thứ tự dẫn nhiệt của các kim loại này cũng gần như vậy, vì cả hai tính chất đều do electron tự do quyết định.
Loại trừ các phương án hay gặp
- Vàng (Au): nhiều bạn nghĩ vàng “quý nhất” nên dẫn điện tốt nhất. Thực tế vàng đứng sau bạc và đồng. Vàng được dùng ở đầu nối vì bền, không bị oxi hoá, không phải vì dẫn điện số một.
- Đồng (Cu): dẫn điện tốt thứ hai, rất sát bạc. Đây là phương án gây nhầm nhiều nhất, và chỉ đúng khi đề không có bạc.
- Nhôm (Al): dẫn điện kém đồng nhưng nhẹ, nên dùng cho đường dây truyền tải.
- Sắt (Fe): dẫn điện kém hơn hẳn, lại dễ gỉ.
Vì sao dây điện trong nhà dùng đồng mà không dùng bạc?
Bạc dẫn điện tốt hơn nhưng giá thành rất cao, nên không kinh tế khi làm dây dẫn đại trà. Đồng dẫn điện gần bằng bạc, giá rẻ hơn nhiều, dễ kéo sợi nên được dùng phổ biến. Khi chọn vật liệu, người ta cân nhắc cả độ dẫn điện, giá, khối lượng và độ bền.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm “dẫn điện tốt nhất” với “dẻo nhất” hoặc “cứng nhất”. Kim loại dẻo nhất là vàng, cứng nhất là crom, còn dẫn điện tốt nhất là bạc.
- Chọn đồng vì thấy dây điện làm bằng đồng. Đề hỏi tính chất vật lí, không hỏi ứng dụng thực tế.
- Cho rằng nhiệt độ tăng thì kim loại dẫn điện tốt hơn. Thực tế nhiệt độ tăng làm các ion dao động mạnh hơn, cản trở electron, nên độ dẫn điện của kim loại giảm.
Bài luyện tập
- Kim loại nào dẫn điện tốt thứ hai, chỉ sau bạc?
Đáp án: đồng (Cu). - Xếp các kim loại Fe, Al, Au, Cu theo chiều giảm dần độ dẫn điện.
Đáp án: Cu > Au > Al > Fe. - Vì sao đường dây điện cao thế thường dùng nhôm?
Đáp án: nhôm dẫn điện khá tốt, nhẹ hơn đồng nhiều và rẻ hơn, nên giảm tải cho cột điện và chi phí.
Câu hỏi thường gặp
Kim loại nào dẫn điện tốt nhất?
Bạc (Ag) là kim loại dẫn điện tốt nhất ở điều kiện thường, sau đó là đồng, vàng, nhôm và sắt.
Vàng có dẫn điện tốt hơn đồng không?
Không. Đồng dẫn điện tốt hơn vàng. Vàng được dùng ở đầu nối vì bền, không bị oxi hoá chứ không phải vì dẫn điện tốt nhất.
Vì sao dây điện thường làm bằng đồng mà không phải bạc?
Đồng dẫn điện gần bằng bạc nhưng giá rẻ hơn rất nhiều và dễ kéo thành sợi, nên kinh tế hơn khi sản xuất đại trà.
Nhiệt độ ảnh hưởng thế nào đến độ dẫn điện của kim loại?
Nhiệt độ càng cao, các ion dương dao động càng mạnh và cản trở electron tự do, nên độ dẫn điện của kim loại giảm.