Liên kết kim loại và tính chất vật lí

Nguyên tử của phần lớn kim loại có 1–3 electron ở lớp ngoài cùng. Trong cùng một chu kì, nguyên tử kim loại thường có bán kính lớn hơn và độ âm điện nhỏ hơn nguyên tử phi kim nên dễ nhường electron hóa trị. Ở nhiệt độ thường, các đơn chất kim loại ở thể rắn và có cấu tạo tinh thể, trừ mercury ở thể lỏng. Ba kiểu mạng thường gặp là lập phương tâm khối, lập phương tâm mặt và lục phương.

Trong tinh thể, ion dương kim loại nằm ở các nút mạng; electron hóa trị chuyển động tự do trong toàn mạng. Liên kết kim loại là lực hút tĩnh điện giữa các ion dương và các electron tự do này. Khác với liên kết ion, liên kết kim loại không hình thành giữa cation và anion. Khác với liên kết cộng hóa trị, electron không chỉ dùng chung giữa một số nguyên tử xác định.

- **Dẫn điện**: electron tự do dịch chuyển có hướng. - **Dẫn nhiệt**: electron và dao động mạng truyền năng lượng. - **Tính dẻo**: các lớp ion trượt nhưng lực hút với electron chung vẫn duy trì. - **Ánh kim**: electron bề mặt tương tác, phản xạ nhiều bức xạ nhìn thấy. Các tính chất cụ thể còn phụ thuộc khuyết tật, kích thước hạt, nhiệt độ và tạp chất.

Mercury lỏng ở nhiệt độ thường, tungsten có nhiệt độ nóng chảy rất cao, sodium mềm còn chromium cứng. Silver dẫn điện tốt nhất, nhưng copper và aluminium thường được dùng làm dây dẫn vì còn phải xét giá thành, khối lượng và độ bền. Khi chọn vật liệu phải dùng dữ liệu định lượng đúng điều kiện, không chỉ dựa vào nhận xét “kim loại dẫn điện, dẫn nhiệt”.