金属と自由電子

金属はなぜ自由電子をもっているか？
金属は自由電子があるから電気を通すなどとききますが、
なぜ金属が自由電子をもっているかがわかりません。
回答よろしくお願いします。

No.1 回答者： 101325 回答日時： 2007/09/10 17:18

金属が自由電子をもつのは、金属原子の電気陰性度が低いからです。

原子の電気陰性度が低いということは、その原子が価電子を引きつける力が弱いということですので、価電子が原子の束縛から逃れやすくなります。金属結晶のように、原子の束縛から逃れた価電子を強く引きつける原子がない物質では、この価電子はかなり自由に物質の中を動き回れますので、この価電子のことを自由電子と呼びます。
塩化ナトリウムのように、物質の中に電気陰性度の高い原子があれば、金属原子から逃れた価電子はこの電気陰性度の高い原子に束縛されてしまいますので、物質の中を自由に動くことが出来なくなります。これがイオン結晶です。
もし物質の中に電気陰性度の高い原子しかないときには、これらの原子の間で価電子の奪い合いが起こります。この場合は、二つの原子でその価電子を共有することになります。これが共有結合で、この場合も価電子は物質の中を自由に動くことはできません。

電気陰性度の高い金属元素（例えば金）や、電気陰性度の低い非金属元素（例えばケイ素）もありますので、電気陰性度だけでは説明しきれない面もあるのですけど、大雑把には「電気陰性度が低い→自由電子を出しやすい」と考えてよいと思います。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
詳しくて自分でも理解できました。
イオン結晶などもわかりやすく説明していただいて、
とても参考になりました。

お礼日時：2007/09/12 23:37

No.2 回答者： Ichitsubo 回答日時： 2007/09/10 21:09

どのようにして、ならば#1さんのとおりです。

しかしもっと単純に、そして物事の根本を考えましょう。
結晶が自由電子を持って電気を通すような物質のことを金属と呼ぶからです。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
わかりやすくて参考になりました。

お礼日時：2007/09/12 23:33

No.3 ベストアンサー 回答者： cigue 回答日時： 2007/09/11 22:55

> 結晶が自由電子を持って電気を通すような物質のことを金属と呼ぶからです。

これが回答だと私も思います。

> 金属原子の電気陰性度が低いからです。
という説明も、ある程度簡単化した場合にはもっともなわけです。
しかし、例えば酸素は金属ではありません。
普段すっている酸素は金属じゃないですよね。

でも、酸素は実は金属になります。
ちょっと温度冷やして、ちょっと圧力をかけてあげると。

という訳で、金属かどうかは原子の持つ特徴だけでは説明できないわけですね。

という訳で、金属だから自由電子を持つというよりは、自由電子を持つから金属と呼ぶのだと思います。
また、組成が複雑になってくると電気陰性度の考えは使い物にならないので、そういう意味でも、電気が流れるものが金属、ゆえに自由電子があるものが金属、と考えたほうが良いと思います。


逆に、金属と思ったときの金属らしい性質（ピカピカ光る.etc
は自由電子を持っていることから説明することが出来ます。
（電磁気学などから

なので、適当な物質が金属らしさを持っている事と、自由電子を持っている事は同じことです。
自由電子を持っていれば、ピカピカすることは示せます。

参考URL：http://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/10/06/980621 …

この回答へのお礼

回答ありがとうございます！
これでやっと解決することができました。
酸素が金属になるんですか！？これにはびっくりしました。
とても参考になりました。ありがとうございます。

お礼日時：2007/09/12 23:29