金属結合

金属結合は 2 つの金属原子の間に形成されます。 金属結合を記述するための簡略化された「ドルーデモデル」と呼ばれるモデルが、 パウル・ドルーデによって開発されました。

ドルーデモデル（電子海モデル）

ほとんどの金属原子は、イオン結合や共有結合を結ぶのに十分な価電子を持っていません。しかし、金属原子の価電子は、電気陰性度や原子核との引力が低いため、ゆるやかに保持されています。金属原子のイオン化エネルギー（原子から電子を取り除くのに必要なエネルギー）は低いので、親原子から価電子を容易に取り除くことができます。原子は正の電荷を持つ金属イオンを形成し、自由な外側の電子は負の電荷を持つ非局在化電子雲として存在します。これらの電子は、負と正に帯電した金属イオン間の強い引力によって、隣り合う複数の金属陽イオンに共有されます。このような負電荷を帯びた電子と金属陽イオンとの間の引力は金属結合と呼ばれ、原子を結合させています。このドルーデモデル（電子海モデル）は、熱や電気に対する伝導性、高い融点や沸点、可鍛性、延性といった金属の物理的特性のほとんどを説明します。

金属固体

ドルーデモデルは、高い熱伝導率や電気伝導率、金属光沢、延性、可鍛性など、いくつかの金属特性を説明します。非局在化した電子は、電気と熱の両方を金属の端から端まで低い抵抗で伝導することができます。金属結合は特定の2つの金属原子の間ではなく、金属イオンと多くの非局在化電子の間にあり、金属は圧力や熱を受けても砕けたり壊れたりすることなく変形することができます。鉄、水銀、銅など、金属の種類によって物性が異なるのは、金属同士の結合強度の違いを反映しています。

銅、アルミニウム、鉄の結晶などの金属固体は、金属原子によって形成されており、いずれも高い熱伝導性、電気伝導性、金属光沢、可鍛性などを示します。多くの金属は非常に硬く、非常に強い。また、可鍛性（圧力をかけたり、ハンマーで叩いたりして変形させること）があるため、粉々にならず、建築材料としても有用です。金属の融点は様々です。水銀は室温では液体ですが、アルカリ金属は200℃以下で融解します。また、遷移後の金属は融点が低いものが多いですが、遷移金属は1000℃以上で融解します。

このテキストは 、 Openstax, Chemistry 2e, Section 10.5: The Solid State of Matter から引用したものです。