金属固体

銅、アルミニウム、金などの金属固体は、構成粒子として金属原子を持つ固体であり、通常は強力な金属結合によって一緒に保持されています。

金属結合では、隣接する金属原子の電子雲が重なり合うため、これらの価電子は固体全体に非局在化します。金属固体は、非局在化電子の海にある静止金属カチオンの格子として説明されることがあります。

これにより、分子性固体やイオン性固体よりも柔軟な内部構造が得られます。金属固体は、一般に、他の固体よりも大きく壊れることなく曲がったり変形したりできます。

金や水銀が示すように、その融点は金属結合の強さによって大きく異なります。また、可動性電子は、これらの固体を熱と電気の優れた伝導体にします。

純粋な金属固体の原子は、通常、均一なサイズの球体に対して最も効率的な2つの可能な構成、つまり六角形のクローズパッキングまたは立方体のクローズパッキングのいずれかで配置または「パック」されます。

六方晶の密集したパッキングでは、金属原子は2つの繰り返しの層に六角形に配置され、第2の層の原子は第1の層のくぼみを占めます。3番目の層は最初の層の繰り返しであり、特徴的なABAB配置になります。

亜鉛金属は、六角形のクローズパック(hcp)格子を示します。その単位格子には、格子点上にない2つの原子が含まれています。

キュービック クローズパッキングでは、原子は 3 つの繰り返し層に六角形に配置され、4 層ごとの原子は最初の層の原子と整列し、特徴的な ABCABC 配置になります。

銅金属には、立方体の密集した、またはCCP格子があります。この格子は、すべての格子点に同一の原子を持つ面心立方格子の配置であるため、面心立方体(fcc)とも呼ばれます。

どちらのタイプのパッキングでも、各原子は12の配位数を持っています。hcpスタッキングでは、各原子は同じ層の6つの原子(上の層の3つ、下の層の3つ)と直接接触しています。