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活性炭具有碳材料的的電學性能，它的石墨導電原理是這樣的：金屬材料的晶格中充滿著自由電子，因此是電的良導體。對于金屬一個 很小的電場就可以提供一定的能量，使自由電子在電場的影響下流動，而在 半導體中，則需要可觀的能量才能破壞化學鍵以釋放電子。在絕緣材料中， 化學鍵的電子很牢固，以致加熱也不能使這些電子獲得自由，除非達到使晶 體熔化或者逐漸蒸發的程度。石墨晶體在層面方向是由碳原子組成的向四面 擴展的六角環形層狀大分子，碳原子與碳原子之間的結合鍵是共價鍵疊加金 屬鍵。由于金屬鍵的存在，所以石墨在層面方向有良好的導電性，但是石墨 晶體在層與層之間是由較弱的分子鍵聯系的，故導電能力差很多。可以用金 屬鍵自由電子的存在解釋石墨導電的原因，但是不能解釋為什么石墨的導電 能力隨溫度而變化及隨晶格的完善而增加，只有應用電子激發的量子理論才 能解釋。
可以用能帶模型來解釋固體材料的導電狀態和非導電狀態，這個能帶模 型主要依據科學家泡利的不相容原理來考慮電子的允許量子態。泡利原理指 出，在一個給定量子態中，最多只能有兩個電子（具有相反的自旋〉，這個 原理說明孤立原子的殼狀結構，電子環繞原子核形成若干層，每層中的電子 具有特定的能級。因為電子傾向于處在最低可被占據的能級上，故只有當每 個較低的能級都充滿了電子，其余的電子才能填充到較高的能級中。
可以用能帶模型來解釋固體材料的導電狀態和非導電狀態，這個能帶模 型主要依據科學家泡利的不相容原理來考慮電子的允許量子態。泡利原理指 出，在一個給定量子態中，最多只能有兩個電子（具有相反的自旋〉，這個 原理說明孤立原子的殼狀結構，電子環繞原子核形成若干層，每層中的電子 具有特定的能級。因為電子傾向于處在最低可被占據的能級上，故只有當每 個較低的能級都充滿了電子，其余的電子才能填充到較高的能級中。
