一般に、 金属 原子の 価電子殻 には 1、2、または 3 個の電子しかなく、この殻は原子核から遠く離れているため、ほとんど 電子 を引き寄せません。この結果、電子は原子から容易に抜け出し、金属原子の集合によって形成される幾何学的構造である 結晶格子 の中を自由に移動することができます。この電子の移動では、原子は常に 電子 を失うと陽イオンに変化し、電子を獲得すると 中性子 原子の形に戻ります。したがって、金属は 電子雲 に浸された原子のクラスターになります。
電子雲は、格子内にグループ化されたすべての原子の間に一種の単一 電子圏 を形成するため、電子は自由に移動でき、最終的にこれらの原子を安定化します。この理論によれば、 自由電子の雲 (電子の海または電子ガスとも呼ばれます) は金属結合と作用し、金属原子間の結合を確立します。
この提案された電子雲モデルは、金属のいくつかの固有の特性を説明します。彼らです：
- 導電性 – 金属が加熱されるか電荷を受けると、電子のエネルギーが増加します。電子雲を介して、 自由電子は このエネルギーを互いに素早く受け渡し、これにより金属は熱と 電流 の優れた伝導体となります。この重要な特性により、金属は主に電線の製造に使用されます。
- 高い融点と沸点 – 電子雲は原子間に非常に強い結合を形成し、原子間の結合を強く保ちます。したがって、これらの結合が再確立され、金属が固体から液体、または液体から気体に移行するには、大量の熱が必要になります。これは、金属の融点と沸点が高いことを説明します。たとえば、 タングステン (W) は溶解するために約 3680 °C の温度にさらされる必要があるため、ランプのフィラメントなど、高温に耐える必要がある材料の製造に使用されます。
- 展性と延性 – 金属結合は どの方向でも同じ強度を持っているため、ほとんどの金属は、結晶構造が破壊されたり、原子間の結合が維持されたりすることなく、形状が変化する可能性があります。この構成により、固体金属を非常に薄いワイヤー、プレート、シートに加工することができ、これらは土木建築、車両、家電製品、船舶、電車などの製造に使用できます。
- 引張強度 – 金属原子間の結合が強いため、牽引に対する耐性が非常に高くなります。そのため、鉄筋、エレベーター ケーブル、吊り下げ車両の製造に金属が使用されます。
参考文献:
http://educa.fc.up.pt/ficheiros/trabalhos/687/documentos/747/Modelo%20at%F3mico%20da%20N%FAvem%20electr%F3nica.pdf
http://interna.coceducacao.com.br/ebook/pages/1606.htm
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