金属結合:
* 非局在電子: 金属結合では、金属原子の原子価電子は特定の原子に結合していませんが、金属格子全体を通して自由に移動できます。これらの非局在電子は、正に帯電した金属イオンを一緒に保持する電子の「海」を形成します。
弾力性:
* 金属原子はわずかにシフトできます: 非局在電子により、金属原子が平衡位置からわずかに移動し、ある程度の柔軟性を提供します。これが、弾力性のある挙動を示すことなく、金属を曲げたり伸ばすことができる理由です。
* 元の形状に戻る: 応力が除去されると、イオンと電子海の間の強い静電力が原子を元の位置に引き戻し、金属が元の形状に戻ります。
可塑性:
* 永久変形: 金属に適用された応力が弾性限界を超えると、原子は元の位置に戻るには遠く離れすぎます。これにより、永続的な変形、または可塑性が生じます。
* 転位: この変形は、原子がより簡単に互いに通り過ぎることを可能にする結晶格子の「脱臼」の動きによってしばしば起こります。
熱挙動:
* 良い熱伝導体: 非局所化された電子は、金属全体に熱エネルギーを自由に運ぶことができ、優れた熱の導体になります。
* 高融点と沸点: 強力な金属結合は、大量のエネルギーを壊す必要があり、ほとんどの金属で高い融点と沸点をもたらします。
電気挙動:
* 優れた電気導体: 電子海の自由移動電子は、電流を簡単に運ぶことができ、金属は優れた電気導体になります。
* 抵抗: 金属は非常によく電気を実施しますが、電子と金属イオンの間の衝突により、電子の流れにある程度の抵抗があります。この抵抗は温度とともに増加します。
概要:
その非局在化電子と強い静電相互作用を備えた金属結合のユニークな性質は、次のような金属の特徴的な特性に責任があります。
* 弾力性: ストレスの下で変形し、元の形に戻る能力。
* 可塑性: ストレスの下で永久に変形する能力。
* 熱伝導率: 熱を効率的に転送する能力。
* 電気伝導率: 電気を効率的に行う能力。
これらのプロパティは、建設やエンジニアリングから電子機器や宝石まで、幅広い用途で金属を貴重な材料にします。