พันธะโลหะ

      พันธะโลหะ (Metallic Bond ) คือ แรงดึงดูดระหว่างไออนบวกซึ่งเรียงชิดกันกับ อิเล็กตรอนที่อยู่โดยรอบหรือเป็นแรงยึดเหนี่ยวที่เกิดจากอะตอมในก้อนโลหะใช้เวเลนต์อิเล็กตรอนน้อยและมีพลังงานไอออไนเซชันต่ำจึงทำให้เกิดกลุ่มของอิเล็กตรอนและไอออนบวกได้ง่ายพลังงานไอออไนเซชันของโลหะมีค่าน้อยมากแสดงว่าอิเล็กตรอนในระดับนอกสุดของโลหะถูกยึดเหนี่ยวไว้ไม่แน่นหนาอะตอมเหล่านี้จึงเสียอิเล็กตรอนกลายเป็นไอออนบวกได้ง่ายเมื่ออะตอมของโลหะมารวมกันเป็นกลุ่มทุกอะตอมจะนำเวเลนซ์อิเล็กตรอนมาใช้ร่วมกันโดยอะตอมของโลหะจะอยู่ในสภาพของไอออนบวกส่วนเวเลนซ์อิเล็กตรอนทั้งหมดจะอยู่เป็นอิสระไม่ได้เป็นของอะตอมใดอะตอมหนึ่งโดยเฉพาะแต่สามารถเคลื่อนที่ไปได้ทั่วทั้งก้อนโลหะและเนื่องจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่เร็วมากจึงมีสภาพคล้ายกับมีกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนปกคลุมก้อนโลหะนี้นอยู่เรียกว่าทะเลอิเล็กตรอนโดยมีไอออนบวกฝังอยู่ในกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนซึ่งเป็นลบจึงเกิดแรงดึงดูดที่แน่นหนาทั่วไปทุกตำแหน่งภายในก้อนโลหะนั้น
1.ทฤษฎีที่ใช้อธิบายพันธะโลหะ
1. แบบจำลองทะเลอิเล็กตรอน ( electron sea model )
2. ทฤษฎีแถบพลังงาน ( band theory )

                 1. แบบจำลองทะเลอิเล็กตรอน ( electron sea model )

จากรูปแสดงลักษณะของพันธะโลหะ ทรงกลมสีเทาคือ ไอออนบวกของโลหะ ทรงกลมสีแดงที่เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลานี้ คือ อิเล็กตรอน เรามักเรียกแบบจำลองของการเกิดพันธะโลหะนี้ว่า ทะเลอิเล็กตรอนเนื่องจากในผลึกของโลหะมีจำนวนอิเล็กตรอนมหาศาลที่ไหลไปมาได้อย่างอิสระตลอดเวลา
2. ทฤษฎีแถบพลังงาน (band theory) เมื่อออร์บิทัลอะตอมสองออร์บิทัลมารวมกันจะได้ออร์บิทัลโมเลกุลสองชนิดคือ ออร์บิทัลโมเลกุลแบบมีพันธะ (bonding molecular orbital) และออร์บิทัลโมเลกุลแบบต้านพันธะ (anti-bonding molecular orbital)  ดังเช่นกรณีของ Li2   (Li : 1s22s1)   ซึ่งแสดงออร์บิทัลโมเลกุลที่ระดับ 2s อิเล็กตรอนจะมีพลังงานค่าต่างๆได้ภายในแถบ หรือภายในแถบที่มีการซ้อนเหลื่อมกันเท่านั้น (กรณีที่ระดับพลังงานไม่ห่างกันมากแถบพลังงานสามารถซ้อนเหลื่อมกันได้)แถบพลังงานนี้เรียกว่า แถบอนุญาต (allowed band) สำหรับช่วงที่ว่างที่ไม่มีแถบพลังงานเรียกว่า ช่องต้องห้าม (forbidden gap)

 2.สมบัติของโลหะ

       1.เป็นตัวนำไฟฟ้าได้ดีเพราะมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปได้ง่ายทั่วทั้งก้อนของโลหะ   แต่โลหะนำไฟฟ้าได้น้อยลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเนื่องจากไอออนบวกมีการสั่นสะเทือนด้วยความถี่และช่วงกว้างที่สูงขึ้นทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไม่สะดวก
      2.โลหะนำความร้อนได้ดีเพราะมีอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ได้โดยอิเล็กตรอนซึ่งอยู่ตรงตำแหน่งที่มีอุณหภูมิสูงจะมีพลังงานจลน์สูงและอิเล็กตรอนที่มีพลังงานจลน์สูงจะเคลื่อนที่ไปยังส่วนอื่นของโลหะจึงสามารถถ่ายเทความร้อนให้แก่ส่วนอื่นๆ ของแท่งโลหะที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าได้

     3.โลหะตีแผ่เป็นแผ่นหรือดึงออกเป็นเส้นได้เพราะไอออนบวกแต่ละไอออนอยู่ในสภาพเหมือนกันๆกันและได้รับแรงดึงดูดจากประจุลบเท่ากันทั้งแท่งโลหะไอออนบวกจึงเลื่อนไถลผ่านกันได้โดยไม่หลุดจากกันเพราะมีกลุ่มของอิเล็กตรอนทำหน้าที่คอยยึดไอออนบวกเหล่านี้ไว้

  4.โลหะมีผิวเป็นมันวาวเพราะกลุ่มของอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ได้โดยอิสระจะรับและกระจายแสงออกมาจึงทำให้โลหะสามารถสะท้อนแสงซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้

 5.โลหะมีจุดหลอมเหลวสูงเพราะพันธะในโลหะเป็นพันธะที่เกิดจากแรงยึดเหนี่ยวระหว่างวาเลนซ์อิเล็กตรอนอิสระทั้งหมดในด้อนโลหะกับไอออนบวกจึงเป็นพันธะที่แข็งแรงมาก

  ที่มา : https://sites.google.com/site/gpphanthakhemi/home/phantha-loha