Co to jest wiązanie metaliczne?

Wiązania metaliczne są wiązaniami chemicznymi, które utrzymują atomy razem w metalach. Różnią się od wiązań kowalencyjnych i jonowych, ponieważ elektrony w wiązaniu metali są delokalizowane, to znaczy nie są dzielone tylko dwoma atomami. Zamiast tego elektrony w wiązaniach metalicznych unoszą się swobodnie przez sieć jąder metalu. Ten rodzaj wiązania daje metale wiele unikalnych właściwości materiału, w tym doskonałą przewodność termiczną i elektryczną, wysokie temperatury topnienia i plastyczność.

W większości metali atomy są pakowane ściśle razem, aby każdy atom dotknął kilku innych atomów, tworząc sieć. Elektrony każdego atomu są wspólne w orbitalach otaczających atomów. Umożliwia to migrację elektronów przez sieć z dala od swoich macierzystych atomów, które następnie akceptują nowe elektrony.

Atomy metalu w strukturze sieci są zawsze kompletnymi atomami, a nie jonami. Chociaż ich pozytywnie naładowane jądra przyciągają elektrony, nigdy technicznie stają się jonami, ponieważNie tracą elektronów. Dla każdego elektronu, który jest przyciągany do innego atomu w strukturze, nowy elektron zajmuje jego miejsce w oryginalnym orbicie.

W zależności od rodzaju metalu i organizacji jego struktury sieci, wiązania metaliczne mogą różnić się siłą. Ściśle zapakowane atomy stworzą silniejsze wiązania metaliczne niż atomy, które są mniej blisko upakowane. Metale z większą liczbą elektronów będą również silniejsze niż te z bardziej słabo zaludnionym morzem elektronowym. Im silniejsze jest wiązanie metaliczne, tym wyższa będzie temperatura topnienia metalu.

Wiązanie metaliczne daje również metale doskonałe przewodność. Wynika to z faktu, że delokalizowane elektrony mogą swobodnie poruszać się przez metalową sieć, szybko przenosząc energię w postaci ciepła lub prądu. Niektóre metale mają konfiguracje elektronów, które czynią je szczególnie dobrymi przewodami - ich elektrony aRE łatwo przenieść z jednego atomu do drugiego. Miedź jest jednym z najlepszych przewodów i jest często używana w okablowaniu i innych zastosowaniach elektrycznych ze względu na jego niski koszt.

Być może jedną z największych zalet, jakie metale mają w naukach materiałowych, jest ich zdolność do kształtowania w kształty lub cienkie przewody. Pewność metalu jest spowodowana wiązaniem metalicznym. Po przyłożeniu siły metal może deformować się bez rozbicia, ponieważ delokalizowane elektrony przenoszą się do innych atomów, umożliwiając atomom przemieszczanie się obok siebie bez silnego odpychania. Jako przykład, warto wyobrazić sobie obniżenie bloku cementu w gumowe kulki - kule nie pękają, po prostu przestawiają się. Wiązanie metaliczne umożliwia metalowi stałego zmianę w analogiczny sposób.