Теплопровідність — це фізична властивість матеріалів, що характеризує здатність передавати теплоту через матеріал. Вона залежить від кількості вільних електронів, які можуть переносити енергію, а також від структури та густини атомів або молекул у матеріалі.
Теплопровідність різних хімічних елементів значно варіюється залежно від їхньої атомної структури, стану речовини (тверде, рідке або газоподібне) та інших факторів. Ось кілька прикладів теплопровідності для різних елементів у твердому стані:
- Срібло (Ag): 429 Вт/м·К — одне з найкращих проводників тепла серед металів. Завдяки своїй високоорганізованій кристалічній структурі та великій кількості вільних електронів срібло ефективно передає тепло.
- Мідь (Cu): 398 Вт/м·К — ще один дуже хороший провідник тепла, що часто використовується в електричних проводах і теплових системах.
- Золото (Au): 315 Вт/м·К — добре проводить тепло, але не так ефективно, як срібло чи мідь.
- Алюміній (Al): 237 Вт/м·К — теж є хорошим провідником тепла, хоча його теплопровідність трохи нижча за міді і срібла.
- Залізо (Fe): 80 Вт/м·К — метал, який не так ефективно проводить тепло, як мідь або алюміній.
- Карбон (C) в формі графіту: 165 Вт/м·К — графіт, зокрема, має високу теплопровідність через наявність вільних електронів у своїй структурі.
- Кремній (Si): 148 Вт/м·К — теплопровідність кремнію вища за теплопровідність багатьох інших неметалів.
- Кисень (O₂) у газоподібному стані: 0.026 Вт/м·К — гази, зокрема кисень, мають дуже низьку теплопровідність, оскільки молекули кисню мають відносно слабкі взаємодії між собою, і передача тепла відбувається повільно.
- Азот (N₂) у газоподібному стані: 0.025 Вт/м·К — подібно до кисню, азот має дуже низьку теплопровідність у газоподібному стані.
Загальні тенденції:
- Метали (як срібло, мідь, алюміній, золото) мають високу теплопровідність, оскільки в них є багато вільних електронів, які здатні передавати енергію.
- Неметали (як кремній, графіт, сірка) зазвичай мають нижчу теплопровідність.
- Газоподібні речовини (як кисень, азот) мають значно нижчу теплопровідність, ніж тверді чи рідкі речовини, оскільки молекули газів знаходяться на великій відстані одна від одної, і енергія передається не так ефективно.
| 200 К | 300 К | 400 К | 600 К | 800 К | |
| алюміній | 237 | 237 | 240 | 230 | 220 |
| барій | 19 | 18 | = | = | = |
| берилій | 300 | 200 | 160 | 126 | 106 |
| Бор | 55 | 27 | 17 | 11 | 10 |
| ванадій | 31 | 30.7 | 31.3 | 33.3 | 36 |
| вісмут | 9.7 | 7.9 | 7.0 | 13 | 15 |
| вольфрам | 185 | 174 | 159 | 137 | 125 |
| германій | 97 | 60 | 43 | 27 | 20 |
| Залізо | 94 | 80 | 70 | 55 | 43 |
| золото | 323 | 317 | 311 | 298 | 284 |
| індій | 90 | 82 | 75 | 43 (ж) | 48 (ж) |
| йод | = | 0.45 | = | = | = |
| іридій | 153 | 147 | 144 | 138 | 132 |
| кадмій | 99 | 97 | 95 | 88 | 42 (ж) |
| калій | 104 | 102 | 52 (ж) | 44 (ж) | 37 (ж) |
| кальцій | 190 | 180 | = | = | = |
| кобальт | 122 | 100 | 85 | 67 | 58 |
| кремній | 260 | 150 | 99 | 62 | 42 |
| лантан | 11.8 | 13.5 | 14.9 | 18 | 21 |
| літій | 90 | 85 | 80 | 48 (ж) | 54 (ж) |
| магній | 159 | 156 | 153 | 149 | 146 |
| мідь | 413 | 401 | 393 | 379 | 366 |
| молібден | 143 | 138 | 134 | 126 | 118 |
| натрій | 142 | 141 | 87 (ж) | 76 (ж) | 67 (ж) |
| нікель | 107 | 91 | 80 | 66 | 68 |
| олово | 73 | 67 | 62 | 32 (ж) | 36 (ж) |
| осмій | 91 | 88 | 87 | 87 | 87 |
| платина | 73 | 72 | 72 | 73 | 76 |
| ртуть | 29 | 8.3 (ж) | 9.8 (ж) | 12 (ж) | 13 (ж) |
| свинець | 37 | 35 | 34 | 31 | 19 (ж) |
| Сірка (крист.) | 0.36 | 0.27 | 0.13 (ж) | 0.17 (ж) | = |
| Сірка (аморфний.) | 0.19 | 0.21 | = | = | = |
| срібло | 430 | 429 | 425 | 412 | 396 |
| стронцій | 41 | 35 | 32 | 28 | 28 |
| сурма | 30 | 24 | 21 | 18 | 17 |
| Тантал | 58 | 58 | 58 | 59 | 59 |
| Титан | 25 | 22 | 20 | 19 | 20 |
| Вуглець (аморфний.) | 1.2 | 1.6 | 1.9 | 2.2 | 2.4 |
| Вуглець (алмаз) | 1400 | 900 | 650 | = | = |
| Вуглець (графіт) | 9.2 | 5.7 | 4.1 | 2.7 | 2.0 |
| уран | 25 | 28 | 30 | 34 | 39 |
| Фосфор (біл.) | 0.31 | 0.24 | 0.18 (ж) | 0.16 (ж) | = |
| Фосфор (черн.) | 18 | 12 | = | = | = |
| хром | 111 | 94 | 91 | 81 | 71 |
| цезій | 37 | 36 | 20 (ж) | 21 (ж) | 19 (ж) |
| цинк | 118 | 116 | 111 | 103 | 56 (ж) |
| цирконій | 25 | 23 | 22 | 21 | 22 |
Теплопровідність різних хімічних елементів залежить від їхньої атомної структури та способу зв’язку атомів у матеріалі. Метали, зазвичай, є кращими проводниками тепла, тоді як неметали і гази мають низьку теплопровідність.