Wiązania metaliczne powstają między dwoma atomami metalu. Uproszczony model opisujący wiązania metaliczne został opracowany przez Paula Drüde i nazwany “Modelem Morza Elektronów”.
Większość atomów metalu nie posiada wystarczającej ilości elektronów walencyjnych, aby wejść w wiązanie jonowe lub kowalencyjne. Jednak elektrony walencyjne w atomach metalu są luźno utrzymywane ze względu na ich niską elektroujemność lub przyciąganie do jądra. Energia jonizacji atomów metalu (energia potrzebna do usunięcia elektronu z atomu) jest niska, co ułatwia usuwanie elektronów walencyjnych z atomu macierzystego. Atom tworzy dodatnio naładowany jon metalu, podczas gdy wolne elektrony zewnętrzne istnieją jako ujemnie naładowane zdelokalizowane chmury elektronów. Elektrony te mogą być współdzielone przez wiele sąsiednich kationów metali poprzez silną, przyciągającą siłę między tymi ujemnie i dodatnio naładowanymi gatunkami. Taka siła przyciągania między ujemnie naładowanymi elektronami a kationami metali nazywana jest wiązaniami metalicznymi, utrzymującymi atomy razem. Ten model morza elektronowego odpowiada za większość właściwości fizycznych metali, takich jak przewodność ciepła i elektryczności, wysokie temperatury topnienia i wrzenia, ciągliwość i ciągliwość.
Model morza elektronowego odpowiada za kilka właściwości metalicznych, w tym wysoką przewodność cieplną i elektryczną, metaliczny połysk, ciągliwość i plastyczność. Zdelokalizowane elektrony mogą przewodzić zarówno elektryczność, jak i ciepło z jednego końca metalu na drugi z niską rezystancją. Wiązanie metaliczne nie występuje między dwoma konkretnymi atomami metalu, ale między jonami metalu a wieloma zdelokalizowanymi elektronami, dzięki czemu metale mogą odkształcać się pod ciśnieniem i ciepłem bez pękania lub pękania. Różne metale, takie jak żelazo, rtęć czy miedź, różnią się właściwościami fizycznymi, co odzwierciedla różnicę w sile wiązania metalicznego między metalami.
Metaliczne ciała stałe, takie jak kryształy miedzi, aluminium i żelaza, są tworzone przez atomy metalu: wszystkie wykazują wysoką przewodność cieplną i elektryczną, metaliczny połysk i plastyczność. Wiele z nich jest bardzo twardych i dość silnych. Ze względu na swoją plastyczność (zdolność do odkształcania się pod wpływem nacisku lub młotka) nie pękają, a zatem stanowią użyteczne materiały budowlane. Temperatury topnienia metali są bardzo zróżnicowane. Rtęć jest cieczą w temperaturze pokojowej, a metale alkaliczne topią się poniżej 200 °C. Niektóre metale poprzejściowe mają również niską temperaturę topnienia, podczas gdy metale przejściowe topią się w temperaturach powyżej 1000 °C. Różnice te odzwierciedlają różnice w sile wiązania metalicznego między metalami.
Ten tekst jest adaptacją Openstax, Chemia 2e, Sekcja 10.5: Stały stan materii.
