Tutti i metalli presentano una struttura cristallina tridimensionale ordinata, caratterizzata dall’essere formata da cationi del metallo stesso immersi in un mare di elettroni mobili di valenza (gli elettroni di valenza sono liberi di muoversi tra i cationi e non appartengono più ai singoli atomi).
Possiamo immaginare il legame metallico come una serie di sfere fisse e disposte in modo ordinato (cationi del metallo), ed immerse in una vasca piena di liquido in movimento (elettroni).
Il legame metallico è il responsabile delle proprietà dei vari metalli:
- conducibilità elettrica: questo fenomeno si traduce semplicemente in uno scambio di elettroni tra la fonte di elettricità ed il mare di elettroni, generando un flusso di elettroni che passa il metallo stesso. La conducibilità elettrica è influenzata dal calore in quanto l’energia fornita dal riscaldamento si traduce in un ‘movimento vibratorio’ dei cationi, intorno alla loro posizione di equilibrio, ed una maggiore agitazione degli elettroni del legame metallico. L’insieme di questi moti caotici, in particolare quelli dei cationi, genera una difficoltà nell’attraversamento degli elettroni, forniti dall’esterno, attraverso il metallo, causando un abbassamento della conducibilità elettrica;
- conducibilità termica: la presenza del mare di elettroni favorisce la conduzione termica, che a livello microscopico, si traduce in movimenti repentini degli elettroni;
- duttilità (capacità di un corpo o di un materiale di deformarsi plasticamente sotto carico prima di giungere a rottura) e malleabilità (capacità di un corpo o di un materiale di essere facilmente deformabile e riducibile in strati laminiformi sottili): il legame metallico permette di far scorrere i cationi sugli elettroni, senza che due cationi si incontrino e si respingano. Questo sistema permette di lavorare il metallo senza causarne l’immediata rottura;
- lucentezza (capacità di riflettere la luce): le radiazioni luminose che si scontrano sul metallo, eccitano gli elettroni del legame metallico che, subito dopo, ritornano al loro stato energetico rilasciando radiazione luminosa in tutte le direzioni. Questo fenomeno causa la lucentezza dei metalli.
