Co to jest klejenie metaliczne?

Wiązania metaliczne to wiązania chemiczne, które utrzymują atomy razem w metalach. Różnią się one od wiązań kowalencyjnych i jonowych, ponieważ elektrony w wiązaniu metalicznym są delokalizowane, to znaczy nie są dzielone tylko między dwoma atomami. Zamiast tego elektrony w wiązaniach metalicznych swobodnie unoszą się przez sieć metalowych jąder. Ten rodzaj łączenia nadaje metalom wiele unikalnych właściwości materiałowych, w tym doskonałą przewodność cieplną i elektryczną, wysokie temperatury topnienia i ciągliwość.

W większości metali atomy są upakowane blisko siebie, tak że każdy atom dotyka kilku innych atomów, tworząc sieć. Elektrony każdego atomu są wspólne na orbitach otaczających atomów. Umożliwia to migrację elektronów przez sieć z dala od ich atomów macierzystych, które następnie akceptują nowe elektrony.

Atomy metalu w strukturze sieci to zawsze atomy całkowite, a nie jony. Chociaż ich dodatnio naładowane jądra przyciągają elektrony, technicznie nigdy nie stają się jonami, ponieważ nie tracą elektronów. Dla każdego elektronu przyciąganego do innego atomu w strukturze nowy elektron zajmuje miejsce na pierwotnym orbicie.

W zależności od rodzaju metalu i organizacji jego struktury sieciowej wiązania metaliczne mogą mieć różną wytrzymałość. Blisko upakowane atomy wytworzą silniejsze wiązania metaliczne niż atomy, które są mniej blisko upakowane. Metale o większej liczbie elektronów będą również silniejsze niż te o słabo zaludnionym morzu elektronów. Im silniejsze wiązanie metalu, tym wyższa będzie temperatura topnienia metalu.

Wiązanie metaliczne zapewnia również metalom doskonałą przewodność. Dzieje się tak, ponieważ zdelokalizowane elektrony mogą swobodnie przemieszczać się przez metalową sieć, szybko przenosząc energię w postaci ciepła lub elektryczności. Niektóre metale mają konfiguracje elektronów, które czynią je szczególnie dobrymi przewodnikami - ich elektrony można łatwo przenosić z jednego atomu na drugi. Miedź jest jednym z najlepszych przewodników i jest często stosowana w okablowaniu i innych zastosowaniach elektrycznych ze względu na niski koszt.

Być może jedną z największych zalet metali w inżynierii materiałowej jest ich zdolność do formowania w kształty lub cienkie druty. Plastyczność metalu wynika z wiązania metalicznego. Po przyłożeniu siły metal może odkształcać się bez niszczenia, ponieważ zdelokalizowane elektrony przenoszą się na inne atomy, umożliwiając atomom staczanie się obok siebie bez silnego odpychania. Na przykład warto wyobrazić sobie opuszczenie bloku cementu do dołu gumowych kulek - kule nie pękają, po prostu zmieniają się. Wiązanie metaliczne umożliwia metalicznej bryle przestawienie się w analogiczny sposób.