금속 결합

metallic bond

1. 개요[편집]

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화학 결합의 일종.

금속 원자들은 금속 결합이라는 독특한 방식으로 결합하여 결정을 이루게 된다. 원자가 전자를 내놓고 원소 자체는 양이온이 된다. 원자핵의 속박으로부터 풀려난 전자들은 자유 전자가 되며, 금속의 양이온 사이를 자유롭게 이동한다. 그만큼 양이온은 더 강하게 결합되는 방식이다.

참고로 최외각전자 8개 같은 규칙을 채운 결합이 아니라 양이온과 자유 전자가 적당히 끌어당기고 있을 뿐이기 때문에, 이하 서술된 특성에 더불어 순수 금속은 엄청나게 반응성이 좋다. 대기중에서는 이미 얇은 산화막을 가지고 있는 상태지만, 산화막이 없는 상태라면 다른 금속들끼리 붙어버릴 수 있을 정도이다.
금속결합은 강도, 전성, 연성, 광택, 열전도성과 전기전도성과 같은 금속의 여러 특성을 가지게 하는 화학결합이다. 금속결합은 금속에 고르게 퍼져있는 전자와 이온들 간의 전기적인 인력이다.

2. 전도도[편집]

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금속은 전기 전도도와 열전도도가 크다. 이는 금속 결합과 관련이 있다. 금속 결정에 전류를 흘리면, 자유전자들 덕분에 전기 전도도가 높아진다. 역시 높은 열전도도 또한 자유전자 때문이다. 자유전자가 열에너지를 전달해주는 매개체가 되는 것이다.

이러한 자유 전자는 원자가전자띠와 전도띠 사이의 띠틈이 무시될 때 발생한다. 띠틈이 무시해도 될 정도로 작기 때문에 전자가 원자가전자띠에서 전도띠로 이동이 쉽다. 그런 연유로 전자가 언제든 이동이 가능하게 된다.

3. 연성, 전성[편집]

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금속은 연성과 전성이라는 특별한 성질을 갖고 있다. 이 또한 자유전자와 관련이 있다. 연성은 뽑힘성이라고 하며, 엿가락처럼 길게 늘어나는 성질이다. 전성은 펴짐성이라고도 하며, 동전처럼 납작해 질 수 있는 성질을 말한다. 금속 결정은 외부로부터 힘이 가해져서 변형이 일어나도 결합이 잘 끊어지지 않아 이런 성질들이 나타난다. 자유 전자가 금속을 떠다니면서 양이온들을 결합시켜주기 때문이다.[1][2]