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，兩者在內部結構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特的性能，如具有金屬光澤以及良好的導電性、導熱性和塑性。但金屬與非金屬的根本區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，而非金屬的電阻卻隨著溫度的升高而降低，即具有負的溫度系數。 金屬為何具有上述這些特性呢？這主要是與金屬原子的內部結構以及原子間的結合方式有關。 金屬元素原子構造的共同特點，就是它的最外層電子（價電子）的數目少（一般僅有1-2個），而且它們與原子核的結合力弱，很容易擺脫原子核的束縛而變成自由電子。當大量的金屬原子聚合在一起構成金屬晶體時，絕大部分金屬原子都將失去其價電子而變成正離子，正離子又按一定幾何形式規則地排列起來，并在固定的位置上作高頻率的熱振動。而脫離了原子束縛的那些價電子都以自由電子的形式，在各離子間自由運動，它們為整個金屬所共有，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，使金屬處于穩定的晶體狀態。金屬原子的這種結合方式稱為“金屬鍵”。 由于金屬晶體是金屬鍵結合，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沿著電場方向作定向運動，形成電流，從而顯示良好的導電性。而靠離子鍵或共價鍵結合的非金屬晶體，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。此外，由于自由電子的運動和正離子振動可以傳遞熱能，因而使金屬具有較好的導熱性。當金屬發生塑性變形（即晶體中原子發生了相對位移）后，正離子與自由電子間仍能保持金屬鍵的結合，使金屬顯示出良好的塑性。因為金屬晶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，當它重新跳回到原來低能級時，就把所吸收的可見光的能量以電磁波的形式輻射出來，在宏觀上就表現為金屬的光澤。