金屬為何具有其特性和金屬鍵的概述

　　金屬為何具有其特性和金屬鍵的概述 晶體分為金屬晶體與非金屬晶體，兩者在內(nèi)部結(jié)構(gòu)與性能上除有著晶體所共有的特征外，金屬晶體還具有它獨(dú)特的性能，如具有金屬光澤以及良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和塑性。但金屬與非金屬的根本區(qū)別是金屬的電阻隨著溫度的升高而增大，即金屬具有正的電阻溫度系數(shù)，而非金屬的電阻卻隨著溫度的升高而降低，即具有負(fù)的溫度系數(shù)。 金屬為何具有上述這些特性呢？這主要是與金屬原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及原子間的結(jié)合方式有關(guān)。 金屬元素原子構(gòu)造的共同特點(diǎn)，就是它的最外層電子（價(jià)電子）的數(shù)目少（一般僅有1-2個(gè)），而且它們與原子核的結(jié)合力弱，很容易擺脫原子核的束縛而變成自由電子。當(dāng)大量的金屬原子聚合在一起構(gòu)成金屬晶體時(shí)，絕大部分金屬原子都將失去其價(jià)電子而變成正離子，正離子又按一定幾何形式規(guī)則地排列起來，并在固定的位置上作高頻率的熱振動(dòng)。而脫離了原子束縛的那些價(jià)電子都以自由電子的形式，在各離子間自由運(yùn)動(dòng)，它們?yōu)檎麄�(gè)金屬所共有，形成所謂“電子氣”。金屬晶體就是依靠各正離子與公有的自由電子間的相互引力而結(jié)合起來的，而離子與離子間以及電子與電子間的斥力則與這種引力相平衡，使金屬處于穩(wěn)定的晶體狀態(tài)。金屬原子的這種結(jié)合方式稱為“金屬鍵”。 由于金屬晶體是金屬鍵結(jié)合，因而使金屬具有上述一系列的金屬特性。例如：金屬中的自由電子在外電場作用下會(huì)沿著電場方向作定向運(yùn)動(dòng)，形成電流，從而顯示良好的導(dǎo)電性。而靠離子鍵或共價(jià)鍵結(jié)合的非金屬晶體，由于沒有自由電子存在，故無這種特性。又如：因金屬中正離子是以某一固定位置為中心作熱振動(dòng)的，對自由電子的流通就有阻礙作用，這就是金屬具有電阻的原因。隨著溫度的升高，正離子振動(dòng)的振幅要加大，對自由電子通過的阻礙作用也加大，因而金屬的電阻是隨著溫度的升高而增大的，即具有正的電阻溫度系數(shù)。此外，由于自由電子的運(yùn)動(dòng)和正離子振動(dòng)可以傳遞熱能，因而使金屬具有較好的導(dǎo)熱性。當(dāng)金屬發(fā)生塑性變形（即晶體中原子發(fā)生了相對位移）后，正離子與自由電子間仍能保持金屬鍵的結(jié)合，使金屬顯示出良好的塑性。因?yàn)榻饘倬�體中的自由電子能吸收可見光的能量，故使金屬具有不透明性。吸收能量而跳到較高能級的電子，當(dāng)它重新跳回到原來低能級時(shí)，就把所吸收的可見光的能量以電磁波的形式輻射出來，在宏觀上就表現(xiàn)為金屬的光澤。