Fémrács

A fématomokat a kis ionizációs energia, a kis elektronegativitás jellemzi, vagyis vegyértékelektronjaik könnyen delokalizálódhatnak. A fémkristályban a rácsban rögzített pozitív töltésű ionokat a viszonylag szabadon mozgó elektronok „tengere” veszi körül. A fémek kristályosak, bennük leginkább háromféle rácsszerkezetben helyezkednek el a fématomok: lapközepes kockarács, térközepes és hatszöges kristályrácsban.

A fémes kötés elsőrendű kémiai kötés, tehát a fémrácsban elég nagy a rácsenergia, hogy standard állapotban szilárd halmazállapot jöjjön létre (kivéve a higanyt). A rácsenergia az atomméret és a fématom „kompakt” voltának a függvénye. („Kompakt” az atom, ha viszonylag kis térfogatban sok elektron zsúfolódik össze. Főleg a d-mező fémei között találunk ilyen atomokat.) Ezért a nagyméretű atomokból felépülő alkálifémek olvadáspontja alacsony, ugyanakkor a d-mező egyes fémeié nagyon magas.

A fémekben az elektronok bármely hullámhosszúságú fényt képesek elnyelni, ezért a fémek átlátszatlanok és szürkék. A jellegzetes fémes fény onnan származik, hogy a kristály felületéről a fény egy része visszaverődik. Kovácsolhatók, nyújthatók, hengerelhetők, kalapálhatók, azaz megmunkálhatók. Jól vezetik a hőt és az elektromosságot. A delokalizált elektronok mozgékonyak, elektromos potenciálkülönbség hatására könnyen elmozdulnak. A fémek a legjobb elektromos vezetők (közülük is leginkább az ezüst). Vezetőképességük a hőmérséklet növekedésével csökken. Ennek a magyarázata, hogy a hőmérséklet emelkedésével a rácspontokon lévő atomok erőteljesebben rezegnek a rácspontokban elfoglalt helyük körül, és így az elektronok áramlását jobban akadályozzák.