はじめに

金属結合は共有結合イオン結合配位結合分子間力などと同様、化学結合の一種である。金属結合をその他の化学結合としっかり区別できている高校生は少なく、定期テストや大学受験で点を落としがちな分野になっている。このページでは、金属結合の定義や電気伝導性・展性・延性などの特徴について1から丁寧に解説していく。ぜひこの機会に金属結合をマスターして、他の高校生・受験生と差をつけよう!

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金属結合とは

さまざまな結合でまとめたように、金属結合「金属元素と金属元素」間の結合である。

銀を例に図で説明していこう。
下図のように銀原子が並んでいるとする。

金属元素は、第一イオン化エネルギーが小さく陽イオンになり易かった。(これは、周期表での金属イオンの位置から確認できるね。↓)

従って、Agは電子を放出して陽イオンとなり、出された電子がその周りをぐるぐる自由に飛び回って…

このような状態になる。「電子が金属イオンのまわりを飛び回ることで金属イオンをまとめて1つの塊になっている」ことがわかるね。ちなみに、金属イオンの間を飛び回ってる電子には「自由電子」という名前がついているので覚えておこう。


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金属の性質と自由電子

先ほど登場した「自由電子」はその名の通り「自由に」動き回ることができる。

金属は、この「電子の自由性」を要因とする3つの性質をもっている。順番に説明していこう。

熱・電気伝導性

金属中を自由電子が移動することで電気や熱のエネルギーが伝えられるので、金属は電気や熱をよく通す。また、熱をよく通す金属は電気も同様によく通す。


(Agの電気・熱伝導性を100とした時の値)

展性・延性

金属は、たたいたり延ばしたりしても簡単には切れない。

自由電子が陽イオンの位置に合わせて移動して結合を保とうとするんだね。


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金属光沢

自由電子は光を反射する。

この性質により、結果として金属は(光を反射するので)光沢をもっているように見える。

金属結合と組成式

金属結合によって作られた物質は、金属イオンの数を最も簡単な整数比にした「組成式」というものを使って表す。

金属はイオンが”無限”に繋がることによって作られているので組成式を使うが、基本的に「単体(=一種類の元素のみからできている)」なので、イオン結合の時とは違い構成イオンの比については考える必要がない。イオン結合について詳しいことはイオン結合とは?定義から特徴、強さ、共有結合との違いまで例を挙げて解説!のところを見てほしい。


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関連:他の結合も、まとめて理解。

化学結合は金属結合以外にもたくさん存在する。この機会に、まとめて体系的に理解しておこう。

  • 共有結合とは?例を挙げて特徴やイオン結合・配位結合との違いを解説!
  • イオン結合とは?定義から特徴、強さ、共有結合との違いまで例を挙げて解説!
  • 配位結合とは?定義、特徴、強さ、共有結合との違いなど例を挙げて徹底解説!
  • 分子間力(水素結合・ファンデルワールス力)とは?定義、強さなどを解説!
  • 化学結合まとめ!結合の種類と強さ、結晶の融点・電気伝導性など
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