Cos'è il legame metallico?
I legami metallici sono i legami chimici che tengono insieme gli atomi nei metalli. Differiscono dai legami covalenti e ionici perché gli elettroni nel legame metallico sono delocalizzati, cioè non sono condivisi solo tra due atomi. Invece, gli elettroni in legami metallici galleggiano liberamente attraverso il reticolo dei nuclei metallici. Questo tipo di legame offre ai metalli molte proprietà di materiale uniche, tra cui eccellenti conduttività termica ed elettrica, elevati punti di fusione e malleabilità.
Nella maggior parte dei metalli, gli atomi sono confezionati strettamente insieme in modo che ogni atomo tocchi molti altri atomi, creando un reticolo. Gli elettroni di ciascun atomo sono condivisi negli orbitali degli atomi circostanti. Ciò consente agli elettroni di migrare attraverso il reticolo lontano dagli atomi dei genitori, che accettano poi nuovi elettroni.
Gli atomi di metallo nella struttura reticolare sono sempre atomi completi, non ioni. Sebbene i loro nuclei caricati positivamente attraggano elettroni, non diventano mai tecnicamente gli ioni, perchéNon perdono elettroni. Per ogni elettrone attratto da un atomo diverso nella struttura, un nuovo elettrone prende il suo posto nell'orbitale originale.
A seconda del tipo di metallo e dell'organizzazione della sua struttura reticolare, i legami metallici possono variare in resistenza. Gli atomi strettamente ricchi di creazione creeranno legami metallici più forti rispetto agli atomi che sono meno pieni. I metalli con un numero maggiore di elettroni saranno anche più forti di quelli con un mare di elettroni più scarsamente popolato. Più forte è il legame metallico, maggiore sarà il punto di fusione del metallo.
Il legame metallico offre anche ai metalli un'eccellente conducibilità. Questo perché gli elettroni delocalizzati possono muoversi liberamente attraverso il reticolo metallico, trasportando rapidamente energia sotto forma di calore o elettricità. Alcuni metalli hanno configurazioni di elettroni che li rendono particolarmente buoni conduttori: i loro elettroni aessere facilmente trasferito da un atomo all'altro. Il rame è uno dei migliori conduttori e viene spesso utilizzato nel cablaggio e altre applicazioni elettriche a causa del suo basso costo.
Forse uno dei maggiori vantaggi che i metalli hanno nella scienza dei materiali è la loro capacità di essere modellati in forme o fili sottili. La malleabilità del metallo è dovuta al legame metallico. Quando viene applicata una forza, il metallo può deformarsi senza frantumarsi perché gli elettroni delocalizzati si trasferiscono ad altri atomi, permettendo agli atomi di rotolare l'uno accanto all'altro senza una forte repulsione. Ad esempio, è utile immaginare di abbassare un blocco di cemento in fossa di palline di gomma: le palline non si rompono, semplicemente si riorganizzano. Il legame metallico consente al solido in metallo di riorganizzarsi in modo analogo.