Metallisidos

Metalleilla on monia erityisominaisuuksia. Ne ovat hyviä johtamaan lämpöä. Ne ovat hyviä johtamaan sähkövirtaa. Niitä voi taivuttaa ja muotoilla ilman halkeamista, ja lähes kaikki metallit ovat raskaita ja kovia, sekä ne kestävät korkeita lämpötiloja sulamatta. Mikä tekee metalleista niin erityisiä?

Tämä liittyy siihen, kuinka metallien atomit järjestävät itsensä. Kaikki alkuaineet koostuvat atomeista. Ja kaikki atomit ovat rakentuneet samalla tavalla: Niiden keskellä on ydin, jota elektronit ympäröivät. Metalliatomien ja muiden alkuaineiden atomien välillä on kuitenkin ero. Alkuaineilla, jotka eivät ole metalleja - epämetalleilla - on atomeja, jotka haluavat lisää elektroneja.

Ne voivat saada niitä muodostamalla sidoksia toistensa välille. Nämä sidokset koostuvat elektroneista, jotka on jaettu atomien välillä. Näissä sidoksissa olevat elektronit pysyvät atomeissa, jotka ovat sitoutuneet yhteen. Sanomme elektronien olevan sidoksissa tai lokalisoituneita. Metallit ovat päinvastaisia.

Metalliatomit haluavat päästä eroon joistakin niiden elektroneista. Ja koska kaikki atomit haluavat luovuttaa elektroneja eikä yksikään niistä halua lisää, elektroneista tulee vapaita. Vapaat elektronit eivät pysy missään tietyssä atomissa, vaan voivat kulkea mihin tahansa aineen kautta. Näiden elektronien sanotaan olevan delokalisoituneita. Tietynlaisissa metalleissa, vain yksi elektroni vapautuu kustakin atomista.

Toisissa metalleissa kaksi tai kolme elektronia kustakin atomista delokalisoituu. Atomien vapauttaessa elektroneja, niistä tulee positiivisia ioneja. Joten kaikki metallit koostuvat positiivisista ioneista negatiivisten elektronien "meressä". Negatiivinen elektronimeri toimii kuten liima, joka sitoo positiiviset ionit yhteen. Tätä sanotaan metallisidokseksi.

Metallisidos voi tulla hyvin vahvaksi, vetäen ioneja lähemmäs toisiaan. Siksi useimmat metallit ovat niin kovia ja raskaita aineita, joilla on korkea sulamispiste. Katso nyt mitä tapahtuu, kun yritämme muuttaa metallin muotoa! Kun atomit liikkuvat ympäriinsä, elektronimeri seuraa niiden liikkeen mukana. Elektronit mukautuvat uuteen muotoon, ja jatkavat ionien pitämistä yhdessä.

Tämä tekee metalleista taottavia. Kun metallin yhtä puolta kuumentaa, elektronimeri auttaa lämpöä leviämään materiaaliin. Lämpö siirtyy nopeasti näiden vapaasti liikkuvien elektronien ansiosta, joten koko metallinpalasta tulee kuuma. Tämä tekee metalleista niin hyviä lämmönjohtimia. Ja jos yhdistämme metallin sähkön- lähteeseen, kuten patteriin, kaikki sen vapaat elektronit voivat virrata metallin läpi.

Ja tämän vuoksi kaikki metallit ovat hyviä sähkönjohtimia. Metalliatomit haluavat jakaa osan niiden elektroneista. Tämä muodostaa delokalisoituneiden elektronien "meren". Ja nimenomaan elektronimeri luo metalleille niiden erikoisominaisuudet: lujuuden, taottavuuden, korkeat sulamispisteet, sekä hyvän lämmön- ja sähkönjohtamisen.