พันธะโลหะ

โลหะมีคุณสมบัติพิเศษมากมาย ทั้งนำความร้อน นำกระแสไฟฟ้า แถมยังสามารถดัดงอได้โดยไม่แตกหักอีกด้วย โลหะส่วนใหญ่หนักและแข็ง และสามารถทนความร้อนได้สูงโดย ไม่ละลาย อะไรกันนะที่ทำให้โลหะพิเศษได้ขนาดนี้? มันคือการเรียงตัวของอะตอมโลหะนั่นเอง ธาตุทุกชนิด ประกอบไปด้วยอะตอม และอะตอมทุกตัวก็มีส่วนประกอบ เหมือนๆกัน มันมีนิวเคลียสตรงกลาง และมีอิเล็กตรอนอยู่รอบๆนิวเคลียส อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างระหว่าง อะตอมโลหะและอะตอมอื่นๆ อะตอมของธาตุที่ไม่ใช่โลหะ หรือธาตุอโลหะ มีอะตอมที่ต้องการอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น โดยพวกมันจะสร้างพันธะ ขึ้นมาเพื่อให้ได้ อิเล็กตรอนเพิ่ม พันธะเหล่านี้ เกิดขึ้นจากการที่อะตอม ใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน อิเล็กตรอนจะอยู่ ในพันธะของอะตอมที่ จับคู่หรือจับกลุ่มกันเท่านั้น เราจะพูดว่าอิเล็กตรอนเหล่านี้ อยู่ ประจำที่ในพันธะ หรือ 'โลคอลไลซ์' กรณีของโลหะนั้น ตรงกันข้าม อะตอมโลหะต้องการกำจัดอิเล็กตรอนบางตัว ออก และเนื่องจากอะตอมทุกตัวต้องการกำจัด อิเล็กตรอนออก และไม่มีตัวไหนอยากรับ อิเล็กตรอนจึงเป็นอิสระ อิเล็กตรอนอิสระนั้น ไม่อยู่ติดกับ อะตอมตัวไหนเลย พวกมันสามารถเดินทางไปที่ไหนก็ได้ ทั่วทั้งวัสดุ เราจะพูดว่าอิเล็กตรอนเหล่านี้ ไม่อยู่ประจำที่หรือพวกมัน 'ดีโลคอลไลซ์' ในโลหะบางชนิด อะตอมหนึ่งตัว จะปล่อยอิเล็กตรอน ออกมาหนึ่งตัว แต่ในโลหะอื่นๆ อะตอมตัวหนึ่ง อาจปล่อยอิเล็กตรอนดีโลคอลไลซ์ ซึ่งไม่อยู่ประจำที่ออกมา สองหรือ สามตัว เมื่ออะตอมปล่อยอิเล็กตรอนออกมา มันจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก ดังนั้น โลหะทุกชนิดจึงประกอบไปด้วย ไอออนบวกที่อยู่กลาง "ทะเล" ของ อิเล็กตรอนประจุลบ ทะเลอิเล็กตรอนประจุลบนี้ ทำตัวคล้ายกาว ที่ยึดไอออนบวกไว้ด้วยกัน สิ่งนี้เรียกว่า พันธะโลหะ พันธะโลหะนี้ คอยดึงไอออนไว้ด้วยกัน และอาจมีแรงดึงสูง ซึ่งเป็นเหตุผลที่ว่าทำไมโลหะส่วนใหญ่ จึงแข็ง และหนัก และมีจุดหลอมเหลวสูง ทีนี้ มาดูกันเถอะว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อ เราพยายามจะเปลี่ยนรูปของโลหะ เมื่ออะตอมเคลื่อนที่ ทะเลอิเล็กตรอนก็จะเคลื่อนที่ตามไปด้วย อิเล็กตรอนนั้นปรับตัวให้เข้ากับ รูปทรงใหม่ และยังคงยึดไอออนไว้ด้วยกันเหมือนเดิม สิ่งนี้เอง ที่ทำให้โลหะมีความสามารถในการ เปลี่ยนรูปสูง เวลาที่เราทำให้โลหะร้อนจากด้านหนึ่ง ทะเลอิเล็กตรอนนี้ก็จะช่วยกระจายความร้อน ไปทั่ววัสดุ อิเล็กตรอนอิสระเหล่านี้ช่วยกระจาย ความร้อนอย่างรวดเร็ว ทำให้โลหะร้อนทั่วทั้งชิ้น นี่คือสาเหตุที่ทำให้โลหะ เป็นตัวนำความร้อนที่ดี และหากเราต่อโลหะเข้ากับแหล่งไฟฟ้า เช่นแบตเตอรี่ อิเล็กตรอนอิสระทั้งหมดก็สามารถเคลื่อนที่ ผ่านโลหะ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ โลหะเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี อะตอมโลหะ ต้องการกำจัดอิเล็กตรอน บางตัวออก ซึ่งทำให้เกิด "ทะเล" ที่ประกอบไปด้วย ดีโลคอลไลซ์อิเล็กตรอน และทะเลอิเล็กตรอนนี้เอง ที่ทำให้โลหะมีคุณสมบัติพิเศษ ทั้งแข็ง เปลี่ยนรูปได้ มีจุดหลอมเหลวสูง อีกทั้ง ยังสามารถนำความร้อน และไฟฟ้าได้ดี