ЕГЭОГЭ
Задание № 5 · ОГЭ

Металлическая связь

Строение металлической связи, обобществлённые электроны и свойства металлов
6 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Металлическая связь — это связь между атомами металла, возникающая благодаря притяжению положительно заряженных ионов металла к общим делокализованным электронам. Такая связь объясняет характерные свойства металлов: электропроводность, теплопроводность, пластичность, ковкость и металлический блеск.

Как образуется металлическая связь

Атомы металлов обычно имеют небольшое число валентных электронов и сравнительно легко их отдают. Поэтому в кристалле металла внешние электроны не принадлежат строго одному атому: они становятся общими для множества атомов. Такие электроны называют делокализованными электронами.

После частичной потери валентных электронов атомы превращаются в положительно заряженные ионы — катионы. Они занимают определённые положения в металлической кристаллической решётке, а между ними движется общее электронное облако. Притяжение катионов к этому облаку и есть основа металлической связи.

D
Определение

Металлическая связь — химическая связь между положительными ионами металла и обобществлёнными делокализованными электронами, свободно перемещающимися по кристаллу.

M⁺M⁺M⁺M⁺M⁺M⁺e⁻e⁻e⁻
Упрощённая модель металлической связи: катионы металла M⁺ находятся в узлах решётки, а электроны e⁻ перемещаются между ними.

Металлическая связь не направлена к конкретному соседу и не насыщается строго определённым числом связей. Каждый катион взаимодействует с большим числом окружающих электронов, а каждый делокализованный электрон — со многими катионами. Поэтому при смещении слоёв кристаллическая связь не разрушается полностью.

Кристаллическая решётка металла

В твёрдом металле частицы расположены упорядоченно. В узлах решётки находятся не нейтральные атомы, а положительные ионы, окружённые электронным газом. Вид решётки зависит от металла: например, встречаются объёмноцентрированная, гранецентрированная кубическая и гексагональная плотная упаковки.

Важно различать частицы и тип связи. В узлах металлической решётки располагаются катионы, а связь между ними обеспечивается общими электронами. Это отличается от полярной ковалентной связи, где общая электронная пара смещена к одному из атомов, и от ионной связи, где электроны в основном переходят от одного атома к другому.

Частица или областьРоль в металлическом кристалле
Катионы металлаЗанимают узлы кристаллической решётки и притягиваются к электронам
Делокализованные электроныСвободно перемещаются по кристаллу и удерживают катионы
Кристаллическая решёткаЗадаёт упорядоченное расположение частиц
T
Правило модели металлической связи

Чем легче валентные электроны покидают отдельные атомы и чем больше электронов участвует в обобществлении, тем сильнее обычно металлическая связь и тем выше энергия, необходимая для разрушения кристалла.

Почему металлы обладают особыми свойствами

Свойства металлов непосредственно связаны с подвижностью электронов и строением решётки. Одно и то же электронное облако объясняет сразу несколько наблюдаемых свойств.

  • Электропроводность. При приложении электрического поля делокализованные электроны приобретают направленное движение, поэтому металл проводит электрический ток.
  • Теплопроводность. Подвижные электроны быстро переносят энергию от нагретых участков к холодным.
  • Пластичность и ковкость. Слои катионов могут смещаться, но сохраняют притяжение к общему электронному облаку. Поэтому металл можно раскатывать в листы и вытягивать в проволоку.
  • Металлический блеск. Свободные электроны взаимодействуют со светом и отражают значительную его часть.
  • Высокие температуры плавления и кипения у многих металлов. Для разрушения упорядоченной решётки требуется преодолеть значительное притяжение между катионами и электронами.
i
О пластичности

При деформации ионные слои в металле сдвигаются относительно друг друга. В ионном кристалле такой сдвиг часто сближает одноимённо заряженные ионы и вызывает разрушение, а в металле общее электронное облако продолжает удерживать катионы.

Микро-проверка

Почему металлический кристалл проводит электрический ток?

От чего зависит прочность металлической связи

Прочность связи зависит от числа обобществлённых электронов, размера катионов и расстояний между частицами. При прочной связи обычно труднее разрушить кристаллическую решётку, поэтому выше температура плавления и твёрдость металла. Однако сравнивать металлы только по положению в периодической системе нельзя: на свойства влияют строение решётки, дефекты кристалла и примеси.

\[E_{\text{связи}} \uparrow \;\Rightarrow\; T_{\text{плавления}} \text{ обычно } \uparrow\]

Эта запись выражает общую тенденцию, а не точный закон для всех металлов. Например, ртуть остаётся жидкой при комнатной температуре, а натрий значительно мягче железа. Поэтому в задании нужно учитывать конкретное свойство и не заменять объяснение одним общим правилом.

!
Частая ошибка

Нельзя говорить, что металлическая связь — это связь между нейтральными атомами металла и свободными электронами. Корректнее: в модели кристалла есть положительные ионы металла и обобществлённые электроны; их электростатическое притяжение образует связь.

Разобранный пример

№
Пример

Объясните, почему медь проводит электрический ток и может вытягиваться в проволоку, используя строение металлической связи.

1
В кристалле меди валентные электроны обобществлены и не принадлежат одному атому.
\(\displaystyle \mathrm{Cu\ atoms}\;\rightarrow\;\mathrm{Cu^{+}\ или\ более\ сложная\ модель\ катионов}+e^-_{\text{делокализованные}}\)
2
При подключении источника напряжения на электроны действует электрическое поле, и их движение получает направленное составляющее.
\(\displaystyle \vec{E}\neq 0\;\Rightarrow\;\text{направленное движение }e^-\;\Rightarrow\;I\neq 0\)
3
При вытягивании слои катионов смещаются, но продолжают притягиваться к общему электронному облаку.
\(\displaystyle \text{сдвиг слоёв катионов}+e^-_{\text{общие}}\;\Rightarrow\;\text{деформация без мгновенного разрушения решётки}\)

Ответ: медь проводит ток благодаря подвижным делокализованным электронам. Она пластична, потому что при смещении слоёв катионов металлическая связь сохраняется за счёт общего электронного облака.

Металлы и сплавы

Сплав — материал, состоящий из металла и одного или нескольких дополнительных элементов. В сплаве сохраняется металлический характер связи, но атомы примеси искажают решётку и затрудняют скольжение её слоёв. Поэтому сплавы часто твёрже и прочнее чистых металлов, хотя могут быть менее пластичными и хуже проводить ток.

Например, добавление углерода к железу образует сталь или чугун в зависимости от состава и строения. Свойства материала определяются не только металлической связью, но и составом, размером частиц, типом решётки и условиями обработки.

Приём для задания

Если нужно объяснить свойство металла, связывайте его с конкретной частью модели: электропроводность и теплопроводность — с подвижными электронами; пластичность — со смещением слоёв катионов; прочность и температуру плавления — с силой притяжения катионов и электронного облака.

Q
Быстрый тест по теме

Быстрая проверка

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · строение решётки
Какие частицы находятся в узлах металлической кристаллической решётки?
Главное за минуту

Главное

  • Металлическая связь возникает между положительными ионами металла и общими делокализованными электронами.
  • В металлическом кристалле катионы находятся в узлах решётки, а электроны перемещаются между ними.
  • Электропроводность и теплопроводность объясняются подвижностью электронов.
  • Пластичность и ковкость связаны со смещением слоёв катионов без полного разрушения металлической связи.
  • Сплавы сохраняют металлический характер связи, но примеси изменяют строение решётки и свойства материала.