קשרים במתכות

קשר מתכתי הוא קשר בין שני אטומי מתכת. בהשוואה לאל-מתכתות, למתכות יש אנרגיות יינון נמוכות, ולכן הן יכולות לאבד בקלות אלקטרוני ערכיות. לכן לקשר מתכתי יש תכונות ייחודיות, בניגוד לקשרים יוניים וקוולנטיים.

קשרים מתכתיים ורוב התכונות שלהם ניתנים להסבר באמצעות המודל הפשוט של ים האלקטרונים. חשבו על המתכת אשלגן. בשל אנרגיית היינון הנמוכה שלה, כל אטום אשלגן יכול לאבד בקלות את אלקטרון הערכיות שלו ולהפוך לקטיון.

קטיוני האשלגן הללו נשארים יחד בצפיפות בגלל המשיכה שלהם לים האלקטרונים בעל המטען השלילי. האלקטרונים הללו אינם מוגבלים לאף יון יחיד, אלא מחולקים בצורה שווה ודי חופשיים לנוע בתוך המתכת. מודל ים האלקטרונים מסביר כמה תכונות חשובות של מתכת.

לדוגמה, כשהפרש פואנציאלים מוחל על כבל מתכתי, כגון כבל נחושת, האלקטרונים בעלי המטען השלילי נעים בחופשיות לעבר הקצה החיובי של הכבל ויוצרים זרם חשמלי. לכן, רוב המתכות הן מוליכות מעולות של חשמל. בניגוד לכך, תרכובות יוניות אינן מוליכות חשמל בצורתן המוצקה, אך יכולות להוליך חשמל כשהן מומסות במים.

זאת, משום בקשר יוני גבישי, אלקטרונים עוברים מהמתכת ללא-מתכת אך נשארים ביון אחד. אך כשהם מומסים במים, הקטיונים והאניונים נפרדים ויכולים לנוע כשהם נתונים להבדל פוטנציאלי, מה שיוצר זרם חשמלי. מתכות הן גם מוליכות חום מעולות.

לפי המודל של ים האלקטרונים, כשחום מוחל על קצה אחד של מ