Warum ist Eis kein guter elektrischer Leiter?

Die Leitung in Wasser ist hauptsächlich ionisch - für reines Wasser haben Sie einen sehr kleinen Anteil an ionisierten Molekülen (etwa 2 Teile in 10$^{-7}$), also ist die Leitfähigkeit für reines Wasser schlecht. Fügen Sie etwas Elektrolyt (z. B. NaCl) hinzu und die Leitfähigkeit verbessert sich. In einem Eiskristall können sich die Moleküle / Ionen jedoch nicht bewegen, sodass der Hauptleitungsmechanismus deaktiviert ist. In diesem Fall verlassen Sie sich auf gelegentliche Leitungsbandelektronen - aber davon gibt es nicht viele. Die Bandlücke beträgt etwa 7,8 eV Quelle , was bedeutet, dass die Anzahl der Elektronen, die bei 0 ° C in das Leitungsband angeregt werden, extrem gering sein wird - der Bruchteil, der durch den Boltzmann-Faktor gegeben ist$e^{-E/kT}=e^{-322}$

Verunreinigungen und Verunreinigungen können die Bandlücke deutlich verringern – aber reines Eis ist ein guter Isolator.