質問: 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。
回答: 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。