1. Modellen "Sea of Electrons":
* Metaller har en unik struktur där de yttersta valenselektronerna i varje atom är löst bundna.
* Dessa valenselektroner är inte associerade med någon specifik atom, utan snarare delokaliseras och sprids över hela metallgitteret. Detta skapar ett "hav" av mobila elektroner.
2. Energiband:
* Elektroner i atomer upptar specifika energinivåer, som är kvantiserade.
* I metaller överlappar dessa energinivåer för att bilda "band" av tillåtna energier. Valensbandet (där de yttersta elektronerna bor) överlappar ledningsbandet (där elektroner fritt kan röra sig).
* Denna överlappning innebär att till och med en liten mängd energi kan locka en elektron från valensbandet till ledningsbandet, vilket gör att det kan röra sig fritt.
3. Svag attraktion mot gitteret:
* De positiva jonerna i det metalliska gitteret har en relativt svag attraktion mot de delokaliserade elektronerna.
* Detta gör att elektronerna lätt kan röra sig genom metallen, även under påverkan av ett elektriskt fält.
4. Mobilitet och konduktivitet:
* Den fria rörelsen för elektroner är orsaken till att metaller är utmärkta ledare av el och värme.
* När ett elektriskt fält appliceras flödar elektronerna i fältets riktning och bär laddning och energi.
Viktig anmärkning:
Medan elektroner i metaller är mycket mobila är de inte helt gratis. De upplever fortfarande en viss interaktion med de positiva jonerna i gitteret, vilket påverkar deras rörelse.
Sammanfattningsvis leder kombinationen av delokaliserade elektroner, överlappande energiband och svag attraktion mot gitteret till den karakteristiska höga rörligheten hos elektroner i metaller, vilket gör dem utmärkta ledare.
