Из 118 элементов Периодической системы Д. И. Менделеева более 90 — это металлы. Что общего в строении атомов металлов? Какие физические свойства металлов обусловлены особенностями металлической кристаллической решётки?
У атомов большинства металлов на внешнем энергетическом уровне один, два или три электрона. Радиусы их атомов сравнительно велики, поэтому внешние электроны относительно слабо притягиваются ядром. При образовании связей атомам легче отдать эти электроны, чем присоединить недостающие до завершения внешнего уровня. В Периодической системе металлы находятся главным образом слева и внизу, а также среди элементов Б-групп.
В твёрдом металле узлы кристаллической решётки занимают атомы и положительно заряженные ионы металла. Между ними движутся общие для всего кристалла электроны; их притяжение к ионам образует металлическую связь. Когда к металлическому проводнику прикладывают напряжение, движение электронов становится направленным. Поэтому металлы проводят электрический ток.
Подвижные электроны также быстро переносят энергию от нагретой части к холодной: этим объясняется высокая теплопроводность. Свободные электроны отражают падающий свет, вызывая металлический блеск. При смещении слоёв атомов связь между частицами сохраняется благодаря общим электронам, поэтому многие металлы пластичны: их можно прокатывать в листы и вытягивать в проволоку. Плотность, твёрдость и температура плавления у разных металлов заметно различаются, как показывают приведённые в параграфе примеры лития, осмия, ртути и вольфрама.
Общие черты атомов металлов — сравнительно большой радиус и обычно
