メタリックボンディングとは何ですか？

金属結合は、金属に原子を一緒に保持する化学結合です。 金属結合の電子は非局在化されているため、共有結合やイオン結合とは異なります。つまり、2つの原子のみで共有されていません。 代わりに、金属結合の電子は金属核の格子を通して自由に浮かんでいます。 このタイプの結合は、優れた熱導電率と電気伝導率、高い融点、順応性など、多くのユニークな材料特性を与えます。

ほとんどの金属では、原子は各原子が他のいくつかの原子に触れ、格子を作成するように密接に詰め込まれています。 各原子の電子は、周囲の原子の軌道で共有されます。 これにより、電子は親原子から格子を介して移動し、新しい電子を受け入れることができます。

格子構造の金属原子は常に完全な原子であり、イオンではありません。 それらの積極的に帯電した核は電子を引き付けますが、技術的にはイオンになることはありません。彼らは電子を失いません。 構造内の異なる原子に引き付けられるすべての電子について、新しい電子が元の軌道でその位置を占めます。

金属の種類とその格子構造の組織に応じて、金属結合の強度は異なります。 密集した原子は、密集していない原子よりも強力な金属結合を生成します。 電子の数が多い金属は、よりまばらに人口密度の高い電子海を持つ金属よりも強くなります。 金属結合が強いほど、金属の融点が高くなります。

金属結合は、金属に優れた導電率も与えます。 これは、非局所化された電子が金属格子を自由に移動し、熱または電気の形でエネルギーを急速に運ぶことができるためです。 特定の金属には、特に優れた導体を実現する電子構成があります。ある原子から別の原子に簡単に転送できます。 銅は最高の導体の1つであり、低コストのために配線やその他の電気アプリケーションでよく使用されます。

おそらく、材料科学において金属が持っている最大の利点の1つは、形状または薄いワイヤに成形する能力です。 金属の閉鎖性は、金属結合によるものです。 力が適用されると、非局在化した電子が他の原子に移動し、原子が強い反発なしに互いに互いに転がることができるため、金属は粉砕することなく変形できます。 例として、セメントのブロックをゴム製のボールの穴に下げることを想像すると便利です。ボールは壊れず、単に再配置します。 金属結合により、金属固体が同様の方法で自らを再配置できます。