Por que materiais como o vidro e a borracha são bons isolantes?

Passo 1

O enunciado pergunta por que vidro e borracha são bons isolantes elétricos; o conteúdo envolve conceitos de condução elétrica em sólidos e vamos precisar entender a presença de portadores de carga livres e a teoria de bandas.

Passo 2

Para um material conduzir corrente elétrica é preciso ter portadores de carga (elétrons ou lacunas) livres para se mover sob a ação de um campo elétrico. Materiais com muitos portadores livres são bons condutores.

Passo 3

Vidro e borracha possuem estrutura atômica em que todos os elétrons estão fortemente ligados aos átomos ou às ligações químicas, não existindo elétrons livres ou lacunas móveis. Na teoria de bandas, esses materiais têm a banda de valência completa e uma banda de condução muito acima, com uma grande diferença de energia (grande gap).

Passo 4

Devido a esse grande gap de energia e à ausência de portadores de carga livres, vidro e borracha não permitem fluxo significativo de corrente elétrica, funcionando como isolantes.

Resposta

Vidro e borracha são bons isolantes porque têm todos os elétrons fortemente ligados, não possuem portadores de carga livres e apresentam um gap de energia muito grande entre a banda de valência e a banda de condução, o que impede o fluxo de corrente elétrica.

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