Hva er metallbinding?

Metallbindinger er de kjemiske bindingene som holder atomer sammen i metaller. De skiller seg fra kovalente og ioniske bindinger fordi elektronene i metallisk binding er delokalisert, det vil si at de ikke er delt mellom bare to atomer. I stedet flyter elektronene i metalliske bindinger fritt gjennom gitteret til metallkjerner. Denne typen liminger gir metaller mange unike materialegenskaper, inkludert utmerket termisk og elektrisk ledningsevne, høye smeltepunkter og formbarhet.

I de fleste metaller pakkes atomer tett sammen, slik at hvert atom berører flere andre atomer, og skaper et gitter. Elektronene til hvert atom blir delt i orbitalene til de omkringliggende atomer. Dette gjør at elektronene kan vandre gjennom gitteret bort fra foreldreatomene, som deretter tar imot nye elektroner.

Metallatomene i gitterstrukturen er alltid komplette atomer, ikke ioner. Selv om deres positivt ladede kjerner tiltrekker seg elektroner, blir de teknisk aldri ioner, fordi de ikke mister elektroner. For hvert elektron som tiltrekkes av et annet atom i strukturen, tar et nytt elektron plass i det opprinnelige omløpet.

Avhengig av typen metall og organiseringen av gitterstrukturen, kan metalliske bindinger variere i styrke. Tettpakede atomer vil skape sterkere metallbindinger enn atomer som er mindre tettpakket. Metaller med et større antall elektroner vil også være sterkere enn de med et tynt befolket elektronhav. Jo sterkere metallbinding er, jo høyere blir metallets smeltepunkt.

Metallbinding gir også metaller utmerket ledningsevne. Dette er fordi de delokaliserte elektronene kan bevege seg fritt gjennom metallgitteret og raskt føre energi i form av varme eller elektrisitet. Enkelte metaller har elektronkonfigurasjoner som gjør dem spesielt gode ledere - elektronene deres overføres enkelt fra et atom til et annet. Kobber er en av de beste lederne og brukes ofte i ledninger og andre elektriske applikasjoner på grunn av den lave prisen.

Kanskje en av de største fordelene som metaller har i materialvitenskap, er deres evne til å støpes til former eller tynne ledninger. Smidbarheten til metall skyldes metallisk liming. Når en kraft påføres, kan metallet deformeres uten å sprekke fordi de delokaliserte elektronene overføres til andre atomer, slik at atomene kan rulle forbi hverandre uten sterk frastøtning. Som et eksempel er det nyttig å forestille seg å senke en blokk med sement i gropen av gummikuler - ballene går ikke i stykker, de omorganiserer seg bare. Metallisk liming gjør at det faste metallet kan omorganisere seg på en analog måte.