自由電子による金属結合において自由電子が金属の端のみに局所的に存在している場合はなぜ結合が保たれる？

高校化学の質問です。

金属では、「自由電子」が動き回ることで原子どうしを結びつける役割をしている。

自由電子による、金属原子どうしの結びつきが「金属結合」。

電気を通すという金属の性質は、自由電子の働きによるもの。

と勉強しました。

ここで質問です。金属の両端をプラスとマイナスに帯電させると、プラスの側に自由電子を集めることができると思います。この場合、マイナス側には自由電子が無くなってしまうと思いますが、それでも結合は崩れないと思います。

自由電子が局所的に存在している場合でも、金属の結合が保たれる理由はなんでしょうか？

金属結合が自由電子による結合であるとすると、自由電子は満遍なく金属全体に存在している必要があるのでしょうか？

No.2 ベストアンサー 回答者： windwald 回答日時： 2021/10/09 00:27

箔検電器で箔が開いたような状態のことをおっしゃっているのでしょうか。

自由電子は金属結晶内部を「常に自由に動いている」ので、局所的に存在することはありません。あくまで電子の分布に偏りが生じるだけで正電荷を持つ側にも自由電子がいないわけではありません。

十分な電圧を与えると正電荷を帯びた金属は次第に陽イオンとなって行きます。
電解質水溶液中では陽イオンが生じることによる電位勾配を即座に解消できるので、電解質水溶液に金属の電極を陽極にして直流の電圧を掛けると金属がイオンとなって溶け出していくことが観察できます。
箔検電器のようなものの場合、金属が陽イオンとなったとしてもその電位勾配が解消できませんから"溶け出していく"のは観察できないでしょう。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2024/05/03 18:41

No.1 回答者： いのてぃ 回答日時： 2021/10/08 15:22

その金属につないでいる限り電子はその金属の中を移動してる ではないですか。

その金属にとって余分な電子を無理やり与えても、空中に捨ててしまうでしょうし、電子だけを無理やり抜いてみたら、結合は不安定となるかもですが、そのためのエネルギー
かなりなものでしょうね。
電子が動きまわることによりプラスに帯電した原子が引き付けられるのでは？

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2024/05/03 18:41