Большинство металлов обладает рядом свойств, имеющих общий характер и отличающихся от свойств других простых или сложных веществ. Такими свойствами являются сравнительно высокие температуры плавления, способность к отражению света, высокая тепло- и электропроводность, способность к прокатыванию. Эти особенности обязаны существованию в металлах особого вида связи — металлической связи.

В соответствии с положением в периодической системе атомы металлов имеют небольшое число валентных электронов. Эти валентные электроны достаточно слабо связаны со своими ядрами и могут легко открываться. В результате этого в кристаллической решетке металла будут появляться положительно заряженные ионы и свободные электроны. Поэтому в кристаллической решетке металлов существует большая свобода перемещения электронов: одни из атомов будут терять свои электроны, а образующиеся ионы могут принимать эти электроны из «электронного газа». Как следствие этого металл представляет собой ряд положительных ионов, локализованных в определенных положениях кристаллической решетки, и большое количество электронов, сравнительно свободно перемещающихся в поле положительных центров. В этом состоит важное отличие металлических связей от ковалентных, которые имеют строгую направленность в пространстве, и ионных (в кристаллической решетке). В случае металлов невозможно говорить о направленности связей, так как валентные электроны распределены по кристаллу почти равномерно.

Именно этим и объясняется, например, пластичность металлов, т. е. возможность смещения ионов и атомов в любом направлении без нарушения связи (тогда как вещества с ковалентной связью хрупки). Этим же объясняется другое характерное свойство металлов — их ковкость.

Металлическая связь отличается от ковалентной также и по прочности: ее энергия в 3—4 раза меньше энергии ковалентной связи. Существование подвижных электронов в кристалле металлов объясняет их многие характерные особенности (электропроводность, теплопроводность) .

С этой точки зрения интересно рассмотреть -зависимость некоторых свойств щелочных металлов от их положения в периодической системе. Наиболее легко будет отдавать свои валентные электроны цезий (он применяется в фотоэлементах), менее легко рубидий, затем калий, натрии и литий. Чем легче атомы каждого из этих металлов отдают свои электроны, тем больше в узлах кристаллической решетки будет возникать положительно заряженных ионов, которые отталкиваются (действие закона Кулона), Вследствие этого прочность решетки будет падать, металл становится мягче, и температура его плавления окажется ниже. Действительно, если сравнить температуры плавления этих металловimage236

Rb т.пл —38,7°С; Cs т,пл =28,5°С), легко убедиться в справедливости высказанного предположения.