Металева зв'язок: електрони в суспільній власності
Особливий зв'язок
Не завжди електрони щільно пов'язані з атомом і утворюють або нейтральні атоми, або іони. Є і ще одна форма існування електронів - в металевій зв'язку. Вона сильно відрізняється від інших видів, і тому залізо, приміром, має дуже специфічні фізичні властивості. Одне з властивостей, яке забезпечує металева хімічний зв'язок - здатність відмінно проводити електрику. Якби люди не дізналися цієї якості, технічна цивілізація б просто не існувала.
Як в солі
Металева зв'язок - це особливий стан атомів, при якому існують електростатичні сили, електрони провідності, що утворюють своєрідне хмара, і позитивні іони. При цьому електрони відносно вільні і належать в рівній мірі всім атомам в решітці металу. Ця властивість чимось схоже на властивості розплавлених солей, але далеко не повністю, тобто таке порівняння хоч і має право на існування, але є досить спрощеним. Квантомеханические розгляд даного питання говорить про те, що електрони так розподіляють свою щільність, що атоми фізично залишаються нейтральними, але при цьому маленькі негативні частинки зберігають відносну мобільність.
Пояснює багато чого
Металева зв'язок відповідає за такі властивості металів, як пластичність, міцність, тягуча, непрозорість, здатність гладкої поверхні відбивати світло. Але найголовніше властивість, дуже важливе для людей - бути дуже теплопровідністю та електропровідністю. Електрична провідність досягається завдяки здатності електронів бути мобільними, забезпечуючи рух електричного струму.
Різноманітність
Металева зв'язок - не єдино можлива для металів. Наприклад, чистий галій утворює ковалентні зв'язки між атомами. І ці пари знаходяться у вузлах кристалічної решітки, а навколо - так, електрони провідності, які теж роблять можливим утворення металевого хмари. Взагалі, однина в слові «зв'язок» не зовсім коректно, тому що електрони в хмарі - спільна власність усіх атомів. Ідеальне колективне господарство, де ніхто не ображений.
Тугоплавкість
У структурі металевої решітки атоми зв'язані дуже великими силами. Саме тому дуже складно розплавити метал, і є речовини-чемпіони по температурі плавлення, наприклад, вольфрам, що вимагає для зміни агрегатного стану величезною температури. При цьому є одне цікаве виняток - метали групи цинку: сам цинк, кадмій і ртуть. Така властивість пов'язано з тим, що їх останні оболонки заповнені, як у благородних газів, і металева зв'язок у них не цілком повноцінна. Так що у вакуумі їх через цих властивостей намагаються не використовувати.
Все ж не іони
Отже, властивості типових металів забезпечені особливостями їх існування у формі решітки з мобільними електронами, що формують щось на зразок хмари, що залишає розташовуються у вузлах решітки атоми нейтральними. Хоча традиційно вузли називають іонами, вони не є такими з позицій більш точного квантово-механічного підходу.
