导体和绝缘体的区别在于什么

　　从微观角度来看，导体和绝缘体的差别在于其中电子的能量和动量分布不同。按照量子力学的观点，电子在独立原子中的能量分布不是连续的，而是一个个离散的能级。在固体材料内部的原子是按照一定空间规律排列的，原子和原子之间存在化学键形式的相互作用，而原子核外的电子也将因周边原子的“干扰”，这样原先的每个离散能级将会在其附近劈裂。固体中原子个数是阿伏伽德罗常数量级，这样电子的能级就会在附近劈裂成如此量级之多的一系列准连续的能级，从而形成了由原先的一个个离散能级展宽成一条条准连续的“能带”。电子在能带中的填充情况就决定了材料的导电能力电子只允许有在能带上对应的能量，而对于带间的能量是被禁止的，电子能否被电场顺利驱动就取决于电子是否可以顺利跃迁到合适的能带上。

　　我们要认识到材料中电子是在不断朝杂乱无章的方向运动的，导电的原因在于外界电场的驱动使得电子在电场方向上存在集体运动。对于导体，在能量填充最高的能带上有大量的电子占据，但又不是满占据，在外部电场驱动下，电子集体获得电场方向恒定动量（即相当于附加一个小能量）后仍然可以在该能带找到合适的占据态从而达到导电的目的，该能带称之为导带；对于绝缘体，电子填充的最高能带是满的（称之为价带），而再往上的能带则是空的，能带之间存在很大的能量宽度——“带隙”，电子要集体运动起来就必须克服这个能量间隙才能跃迁到上面的空带上，由于这个能量尺度很大，这就大大限制电子跃迁从而导电能力很差。至于半导体则介于导体和绝缘体之间，价带和导带之间的带隙比较小，能量较高的电子可以借助热激发等因素跃迁到导带上去，而在价带上留下一个电性相反的“空穴”，电子和空穴都可以在相应的能带中找到准连续能量的占据态，从而可以在外界电场驱动下顺利运动，但由于参与导电的电荷数目较少，所以电流和导体相比要小一些也即电阻率要大一些。

　　由此可见，导体和绝缘体的区别就在于参与导电的电子浓度不同。绝缘体几乎没有能够参与导电的电子，因为绝大部分电子都被束缚住了。要挣脱束缚，必须付出相当大的能量代价，才能勉强贡献出少数导电电子，它们在运动过程中又往往会被别的原子轻易束缚住，以致于导电极其困难，所以绝缘了。