1。遊離電子:
- 電子が原子にしっかりと結合している他の材料とは異なり、金属には遊離電子の「海」があります。これらの電子は特定の原子に結合せず、材料全体で自由に移動できます。
2。弱く結合した価電子:
- 金属の価電子は、それぞれの原子に弱く結合するだけです。これにより、自由電子の「海」に容易に取り外して貢献することができます。
3。高い電気伝導率:
- 自由電子の豊富さにより、金属は非常に効果的に電気を導入できます。電圧が印加されると、自由電子は材料を簡単に流れ、電流を運びます。
4。高い熱伝導率:
- 金属の遊離電子も熱伝導率に重要な役割を果たします。金属物体の一方の端が加熱されると、自由電子がエネルギーを吸収し、振動し始めます。これらの振動は次に、隣接する電子に伝達され、材料全体に熱をすばやく伝播します。
5。格子構造:
- 金属の通常の、しっかりと詰め込まれた格子構造は、伝導をさらに強化します。この配置により、エネルギーの効率的な移動が可能になり、材料を介して充電できます。
金属とは対照的に:
- 非金属: 電子がしっかりと結合しているため、自由に動くことが困難になり、導電率が低下します。
- 絶縁体: 遊離電子はほとんどなく、熱と電気の両方の非常に貧弱な導体になります。
要約すると、自由電子、弱く結合した価電子電子、および助成的な格子構造の組み合わせにより、金属は熱と電気の両方の優れた導体になります。このプロパティは、電気配線、ヒートシンク、調理器具など、さまざまな用途に不可欠です。