从宏观上讲,金属是指一类具有高导电性和导热性、可塑性、延展性的具有金属光泽的固体物质。比如,正在吃饭的你手里的铁勺或者不锈钢筷子。金属物质具有高光反射率,因此具有金属光泽;因为导热性好,所以用铁锅炒菜热得快;因为它延展性好,人们将其拉成铁丝或打成薄片;导电性好,所以一般我们在电线中可以看到银、铜之类的金属存在。综上,宏观上,我们可以简单把具有这些性质的固体物质定义为金属。
现在我们戴上科学家的眼镜,看看微观层面上金属元素是什么。大多数金属都是晶体固体,具有简单的晶体结构、原子紧密堆积和高度对称性。它们最外层的电子通常不足满电子数的一半。通常,微观上是否属于金属元素就是看金属键是否存在。而在金属键中,每个金属原子的最外层电子壳与相邻原子重叠,使价电子可以在整个晶体中自由移动,也就是“自由电子”。
这些自由电子就像金属内部的信使,它们快速传递能量和信息,让金属拥有了光泽、导热、导电等优异特性。所以,微观上也可以说金属元素就是那些内部拥有自由电子的原子种类集合。
参考文献:
Britannica,TheEditorsofEncyclopaedia."metal".EncyclopediaBritannica,14Sep.2024.
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Mahan,GeraldD.."crystal".EncyclopediaBritannica,16Jul.2024.
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