Das metallische Abbinden setzt die elektrostatischen attraktiven Kräfte zwischen den delocalized Elektronen, genannt Leitungselektronen ein, die in einer Elektronwolke und den positiv beladenen Metallionen gesammelt sind. Verstanden als das Teilen von "freien" Elektronen unter einem Gitter positiv beladener Ionen (cations) ist das metallische Abbinden manchmal im Vergleich zu diesem von geschmolzenen Salzen; jedoch hält diese vereinfachte Ansicht für sehr wenige Metalle für wahr. In einer mit dem Quant mechanischeren Ansicht teilen die Leitungselektronen ihre Dichte ebenso über alle Atome, die als neutrale (nichtbeladene) Entitäten fungieren. Das metallische Abbinden ist für viele physikalische Eigenschaften von Metallen, wie Kraft, Geschmeidigkeit, Dehnbarkeit, thermisches und elektrisches Leitvermögen, Undurchsichtigkeit und Schimmer verantwortlich.

Obwohl der Begriff "metallisches Band" häufig im Gegensatz zum Begriff "covalent Band" gebraucht wird, ist es vorzuziehend, den Begriff das metallische Abbinden zu gebrauchen, weil dieser Typ des Abbindens in der Natur gesammelt ist und ein einzelnes "metallisches Band" nicht besteht. Nicht alle Metalle stellen das metallische Abbinden aus: Ein solches Beispiel ist das mercurous Ion , der covalent Metallmetallobligationen bildet.

Geschichte

Da sich Chemie in eine Wissenschaft entwickelt hat, ist es klar geworden, dass Metalle die große Mehrheit des Periodensystems der Elemente gebildet haben und große Fortschritte in der Beschreibung der Salze gemacht wurden, die in Reaktionen mit Säuren gebildet werden können. Mit dem Advent der Elektrochemie ist es klar geworden, dass Metalle allgemein in Lösung als positiv beladene Ionen eintreten und die Oxydationsreaktionen der Metalle gut verstanden in der elektrochemischen Reihe geworden sind. Ein Bild ist Metalle als positive durch einen Ozean von negativen Elektronen zusammengehaltene Ionen erschienen.

Mit dem Advent der Quant-Mechanik wurde dieses Bild mehr formelle Interpretation in der Form des freien Elektronmodells und seiner weiteren Erweiterung, des fast freien Elektronmodells gegeben. In beiden dieser Modelle werden die Elektronen als ein Benzin gesehen, das durch das Gitter des Festkörpers mit einer Energie reist, die darin im Wesentlichen isotropisch ist, hängt es vom Quadrat des Umfangs, nicht der Richtung des Schwung-Vektoren k ab. Im dreidimensionalen K-Raum sollte der Satz von Punkten der höchsten gefüllten Niveaus (die Oberfläche von Fermi) deshalb ein Bereich sein. In der fast freien Korrektur des Modells werden einem Kasten ähnliche Zonen von Brillouin zum K-Raum durch das periodische vom (ionischen) Gitter erfahrene Potenzial hinzugefügt.

Das Advent der Röntgenstrahl-Beugung und die Thermalanalyse haben es möglich gemacht, die Struktur von kristallenen Festkörpern, einschließlich Metalle und ihrer Legierung zu studieren, und der Aufbau von Phase-Diagrammen ist zugänglich geworden. Trotz dieses ganzen Fortschritts ist die Natur von intermetallischen Zusammensetzungen und Legierung größtenteils geblieben ein Mysterium und ihre Studie waren häufig empirisch. Chemiker sind allgemein weg von irgendetwas gesteuert, was nicht geschienen ist, Dalton zu folgen, und das Problem als das Gebiet einer verschiedenen Wissenschaft, Metallurgie betrachtet wurde.

Das fast freie Elektronmodell wurde von einigen Forschern in diesem Feld, namentlich Hume-Rothery in einem Versuch eifrig aufgenommen zu erklären, warum sich die bestimmte intermetallische Legierung mit bestimmten Zusammensetzungen formen würde und andere nicht würden. Am Anfang waren seine Versuche ziemlich erfolgreich. Grundsätzlich war seine Idee, Elektronen hinzuzufügen, um den kugelförmigen Fermi-Ballon innerhalb der Reihe von Brillouin-Kästen aufzublasen und zu bestimmen, wenn ein bestimmter Kasten voll sein würde. Das hat tatsächlich eine ziemlich hohe Zahl von beobachteten Legierungszusammensetzungen vorausgesagt. Leider, sobald Zyklotron-Klangfülle verfügbar geworden ist und die Gestalt des Ballons bestimmt werden konnte, wurde es gefunden, dass die Annahme, dass der Ballon kugelförmig war, überhaupt nicht gehalten hat, außer vielleicht im Fall von Cäsium. Das hat viele der Beschlüsse zu Beispielen dessen reduziert, wie ein falsches Modell manchmal eine ganze Reihe von richtigen Vorhersagen geben kann.

Die Frei-Elektronkatastrophe hat Forschern gezeigt, dass das Modell, das annimmt, dass die Ionen in einem Meer von freien Elektronen waren, Modifizierung gebraucht hat, und so mehrere Quant mechanische Modelle wie Band-Struktur-Berechnungen, die auf molekularem orbitals oder der Dichte gestützt sind, wurde funktionelle Theorie entwickelt. In diesen Modellen, ein entweder weicht vom atomaren orbitals von neutralen Atomen ab, die sich teilen, ihre Elektronen oder (im Fall von der Dichte funktionelle Theorie) weicht von der Gesamtelektrondichte ab. Das Frei-Elektronbild ist dennoch ein dominierendes in der Ausbildung geblieben.

Das elektronische Band-Struktur-Modell ist ein Hauptfokus nicht nur für die Studie von Metallen, aber noch mehr für die Studie von Halbleitern geworden. Zusammen mit den elektronischen Staaten, wie man auch zeigte, haben die Schwingstaaten Bänder gebildet. Peierls hat gezeigt, dass, im Fall von einer eindimensionalen Reihe von metallischen Atomen, sagen wir Wasserstoff, eine Instabilität entstehen musste, der zum Bruch solch einer Kette in individuelle Moleküle führen würde. Das hat ein Interesse an der allgemeinen Frage befeuert: Wann ist das gesammelte metallische Abbinden stabil, und wenn eine mehr lokalisierte Form des Abbindens wird seinen Platz nehmen? Viel Forschung ist in die Studie des Sammelns von Metallatomen eingetreten.

So stark wie hat sich das Konzept der Band-Struktur erwiesen, in der Beschreibung des metallischen Abbindens zu sein, es hat wirklich einen Nachteil. Es bleibt eine Ein-Elektron-Annäherung an ein zahlreiches Vielkörperproblem. Mit anderen Worten werden die Energiestaaten jedes Elektrons beschrieben, als ob alle anderen Elektronen einfach einen homogenen Hintergrund bilden. Forscher wie Mott und Hubbard haben begriffen, dass das vielleicht für stark delocalized s- und P-Elektronen passend war, aber für D-Elektronen, und noch mehr für F-Elektronen kann die Wechselwirkung mit Elektronen (und Atomversetzungen) in der lokalen Umgebung stärker werden als der delocalization, der zu breiten Bändern führt. So ist der Übergang von lokalisierten allein stehenden Elektronen bis beruflich reisende, die am metallischen Abbinden teilnehmen, verständlicher geworden.

Die Natur des metallischen Abbindens

Die Kombination von zwei Phänomenen verursacht das metallische Abbinden: delocalization von Elektronen und die Verfügbarkeit einer viel größeren Zahl von delocalized Energiestaaten als delocalized Elektronen. Die Letzteren konnten Elektronmangel genannt werden.

Delocalization

Im 2.

Delocalization — das Abbinden, das mit mehr als einem Paar von Atomen verbunden ist, die von einem Paar von Elektronen zusammengehalten sind —, ist vom Beispiel des Benzols CH am vertrautesten, wo sechs Elektronen von sechs Kohlenstoff-Atomen mit dem gemeinsamen aromatischen Abbinden beschäftigt sind. Der Grundsatz kann über größere aromatische Moleküle wie Naphthalin, anthracene, ovalene und so weiter leicht erweitert werden, und, wenn der Prozess in sein Extrem, graphene gebracht wird. Der Letztere ist ein Beispiel eines Systems delocalized in zwei Dimensionen.

Es gibt ein isoelectronic Analogon des Benzols, BNH (borazine), für den dasselbe Argument hält. Es hat sehr ähnliche Eigenschaften zum Benzol. Wenn erweitert, unbestimmt wird eine Schicht von sechseckigem Bor-Nitrid, MILLIARDE, mit einer Struktur erhalten, die zu diesem von graphene abgesondert vom Wechsel zwischen Bor und Stickstoff in jedem Ring identisch ist. Dieses Material ist ein Halbleiter, das veranschaulichend, delocalization ist ein notwendiger, aber nicht genügend Voraussetzung für das Leitvermögen. Elektrisches Leitvermögen kommt wirklich in graphene, weil der π und das π*-like Band-Übergreifen vor, es ein Halbmetall mit teilweise gefüllten Bändern machend, die andere Forderung für das Leitvermögen erfüllend.

Im 3D

Metall aromaticity in Metalltrauben ist ein anderes Beispiel von delocalization dieses Mal häufig in dreidimensionalen Entitäten. Metalle bringen den delocalization Grundsatz in sein Extrem, und man konnte sagen, dass ein Kristall eines Metalls ein einzelnes Molekül vertritt, über das alle Leitungselektronen delocalized in allen drei Dimensionen sind. Das bedeutet, dass innerhalb des metallenen allgemein Moleküle nicht unterscheiden kann, so dass das metallische Abbinden weder intra - noch zwischenmolekular ist. 'Nichtmolekular' würde vielleicht ein besserer Begriff sein. Das metallische Abbinden ist größtenteils nichtpolar, weil sogar in der Legierung es wenig Unterschied unter dem electronegativities der Atome gibt, die an der Abbinden-Wechselwirkung (und, an reinen elementaren Metallen, niemand überhaupt) teilnehmen. So ist das metallische Abbinden äußerst delocalized Kommunalform des Covalent-Abbindens. Gewissermaßen ist das metallische Abbinden nicht ein 'neuer' Typ des Abbindens überhaupt deshalb, und es beschreibt das Abbinden nur als Gegenwart in einem Klotz der kondensierten Sache, es kristallener Festkörper, Flüssigkeit oder sogar Glas zu sein. Metallische Dämpfe sind häufig im Vergleich (Hg) atomar oder enthalten zuweilen Moleküle wie durch ein herkömmlicheres covalent Band zusammengehaltener Na. Das ist, warum es nicht richtig ist, um von einem einzelnen 'metallischen Band' zu sprechen.

Der delocalization ist für s- und P-Elektronen am ausgesprochensten. Für Cäsium ist es so stark, dass die Elektronen von den Cäsium-Atomen eigentlich frei sind, ein Benzin beschränkt nur durch die Oberfläche des Metalls zu bilden. Für Cäsium, deshalb, ist das Bild von durch ein negativ beladenes Elektronbenzin zusammengehaltenen Cs-Ionen nicht zu ungenau. Für andere Elemente sind die Elektronen weniger frei, darin erfahren sie noch das Potenzial der Metallatome manchmal ganz stark. Sie verlangen ein komplizierteres Quant mechanische Behandlung (z.B, dichte Schwergängigkeit), in dem die Atome als neutral viel wie die Kohlenstoff-Atome im Benzol angesehen werden. Für d- und besonders F-Elektronen ist der delocalization überhaupt nicht stark, und das erklärt, warum diese Elektronen im Stande sind fortzusetzen, sich als allein stehende Elektronen zu benehmen, die ihre Drehung behalten, interessante magnetische Eigenschaften zu diesen Metallen hinzufügend.

Elektronmangel und Beweglichkeit

Metallatome enthalten wenige Elektronen in ihren Wertigkeitsschalen hinsichtlich ihrer Perioden oder Energieniveaus. Sie sind unzulängliche Elektronelemente, und das Kommunalteilen ändert das nicht. Dort bleiben Sie viel verfügbarere Energiestaaten als es gibt geteilte Elektronen. Beide Forderungen für das Leitvermögen werden deshalb erfüllt: starker delocalization und teilweise gefüllte Energiebänder. Solche Elektronen können sich deshalb von einem Energiestaat in einen ein bisschen verschiedenen leicht ändern. So nicht nur werden sie delocalized, ein Meer von Elektronen bildend, die das Gitter durchdringen, aber sie sind auch im Stande, durch das Gitter abzuwandern, wenn ein elektrisches Außenfeld auferlegt wird, zu elektrischem Leitvermögen führend. Ohne das Feld gibt es Elektronen, die sich ebenso in allen Richtungen bewegen. Unter dem Feld werden einige ihren Staat ein bisschen anpassen, einen verschiedenen Welle-Vektoren annehmend. Demzufolge, dort wird einen Weg mehr bewegen als ander, und ein Nettostrom wird resultieren.

Die Freiheit von Leitungselektronen, auch abzuwandern, gibt Metallatome oder Schichten von ihnen, die Kapazität, vorbei an einander zu gleiten. Lokal können Obligationen leicht gebrochen und durch neue nach der Deformierung ersetzt werden. Dieser Prozess betrifft das metallische Kommunalabbinden sehr viel nicht. Das verursacht die typischen charakteristischen Phänomene von Metallen der Geschmeidigkeit und Dehnbarkeit. Das ist für reine Elemente besonders wahr. In Gegenwart von aufgelösten Unreinheiten können die Defekte im Gitter, die als Spaltungspunkte fungieren, blockiert werden, und das Material wird härter. Gold ist zum Beispiel in der reinen Form (24 Karate) sehr weich, der ist, warum für die Schmucksachen-Legierung von 18 Karaten oder tiefer bevorzugt werden.

Metalle sind normalerweise auch gute Leiter der Hitze, aber die Leitungselektronen tragen nur teilweise zu diesem Phänomen bei. Gesammelt (d. h., delocalized) Vibrationen der Atome bekannt als phonons dass Reisen durch den Festkörper als eine Welle, tragen stark bei.

Jedoch hält der Letztere auch für eine Substanz wie Diamant. Es führt Hitze ganz gut, aber nicht Elektrizität. Der Letztere ist nicht eine Folge der Tatsache, dass delocalization im Diamanten, aber einfach fehlt, dass Kohlenstoff nicht unzulängliches Elektron ist. Die Position von Kohlenstoff in der Mitte seiner Periode im Periodensystem bedeutet, dass es genau genug Elektronen gibt, um die Energiestaaten zu füllen. Unter sind Feldelektronen nicht im Stande, einen verschiedenen Welle-Vektoren anzunehmen, weil es keine leeren Staaten gibt, um umzuziehen. Das macht einen aktuellen Unmöglichen in diesem breiten Band-Lücke-Halbleiter. Jedoch, sobald Anklage-Transportunternehmen vorgestellt werden, indem sie den Kristall mit einer passenden Unreinheit lackieren, sind die resultierenden Anklage-Transportunternehmen so beweglich wie in einem Metall, obwohl weit weniger in der Zahl. Sogar ohne die Schwingbewegungen (der phonons) zu lackieren, sind delocalized über den Kristall, die Hitzeleitung erklärend. Und doch, das Abbinden im Diamanten wird als covalent besser beschrieben als als metallisch wenn, nur weil es eine sehr starke Richtungsvorliebe für das vierflächige Stapeln gibt, eine Struktur erzeugend, die äußerst hart ist, zu deformieren und gepackt keineswegs zu schließen.

Der Elektronmangel ist ein wichtiger Punkt im vom herkömmlicheren Covalent-Abbinden metallischen Unterscheiden. So sollten wir den Ausdruck amendieren, der oben gegeben ist in: Das Metallische Abbinden ist äußerst delocalized Kommunalform des 'unzulänglichen Elektroncovalent-Abbindens.

Metallischer Radius

Metallischer Radius wird als eine Hälfte der Entfernung zwischen benachbarten Atomen im Metallfestkörper definiert. Dieser Radius hängt von der Natur des Atoms sowie seiner Umgebung ab, um auf der Koordinationszahl (CN) spezifisch zu sein, die der Reihe nach von der Temperatur und dem angewandten Druck abhängt.

man periodische Tendenzen in der Größe von Atomen vergleicht, ist es häufig wünschenswert, so genannte Korrektur von Goldschmidt anzuwenden, die die Radien zu den Werten umwandelt, die die Atome haben würden, wenn sie 12 koordiniert würden. Da metallische Radien immer für die höchste Koordinationszahl am größten sind, ist die Korrektur für weniger dichte Koordinationen mit dem Teilen durch x, wo 0 verbunden

Die Radien folgen allgemeinen periodischen Tendenzen: Sie nehmen über die Periode ab, die erwartet ist, in der wirksamen Kernanklage zuzunehmen, die durch die gesteigerte Zahl von Wertigkeitselektronen nicht ausgeglichen wird. Die Radien vergrößern auch unten die Gruppe, die erwartet ist, in der Hauptquantenzahl zuzunehmen. Zwischen Reihen 3 und 4 wird die lanthanide Zusammenziehung beobachtet - es gibt sehr wenig Zunahme des Radius unten die Gruppe wegen der Anwesenheit, schlecht f orbitals zu beschirmen.

Kraft des Bandes

Die Atome in Metallen haben eine starke attraktive Kraft zwischen ihnen. Viel Energie ist erforderlich, es zu überwinden. Deshalb haben Metalle häufig hohe Siedepunkte, mit dem Wolfram (5828 K) äußerst hoch zu sein. Eine bemerkenswerte Ausnahme ist die Elemente der Zinkgruppe: Zn, Cd und Hg. Ihre Elektronkonfigurationsenden in... ns und kommt das, um einer edlen Gaskonfiguration wie das von Helium immer mehr zu ähneln, wenn es im Periodensystem hinuntergeht, weil die Energieentfernung zum leeren np orbitals größer wird. Diese Metalle sind deshalb relativ flüchtig, und werden in Ultrahochvakuum-Systemen vermieden.

Sonst kann das metallische Abbinden sogar in geschmolzenen Metallen wie Gallium sehr stark sein. Wenn auch Gallium von der Hitze von jemandes Hand gerade über der Raumtemperatur schmelzen wird, ist sein Siedepunkt nicht weit von diesem von Kupfer. Geschmolzenes Gallium ist deshalb eine sehr unvergängliche Flüssigkeit dank seines starken metallischen Abbindens.

Der Letztere veranschaulicht auch dieses metallische Abbinden wegen seines delocalization in allen Richtungen ist häufig über den directionality des Abbindens nicht sehr besonder. Es gibt normalerweise eine Vorliebe für die nahe Verpackung der Atome wie Gesicht, oder Körper hat Kubikmaßnahmen in den Mittelpunkt gestellt, aber im Fall von flüssigem Gallium ist das Stapeln, mindestens nicht an der langen Reihe nicht regelmäßig, und Band-Winkel werden leicht geändert.

In Anbetracht hoch genug kühl werdender Raten und passender Legierungszusammensetzung kann das metallische Abbinden sogar in der Brille mit einer amorphen Struktur vorkommen.

Viel Biochemie wird durch die schwache Wechselwirkung von Metallionen und biomolecules vermittelt. Solche Wechselwirkungen und ihre verbundene Conformational-Änderung sind mit der Doppelpolarisation interferometry gemessen worden.

Löslichkeit und zusammengesetzte Bildung

Metalle sind in organischen oder Wasserlösungsmitteln unlöslich, wenn sie keine Reaktion mit ihnen erleben. Normalerweise ist das eine Oxydationsreaktion, die die Metallatome ihrer beruflich reisenden Elektronen beraubt, das metallische Abbinden zerstörend. Jedoch sind Metalle häufig in einander sogleich auflösbar, während sie den metallischen Charakter ihres Abbindens behalten. Gold löst sich zum Beispiel leicht in Quecksilber sogar bei der Raumtemperatur auf. Sogar in festen Metallen kann die Löslichkeit umfassend sein. Wenn die Strukturen von den zwei Metallen dasselbe sind, kann es sogar ganze feste Löslichkeit, als im Fall von electrum, der Legierung von Silber und Gold geben. Zuweilen, jedoch, werden zwei Metalle Legierung mit verschiedenen Strukturen bilden als jeder der zwei Eltern. Man konnte diese Material-Metallzusammensetzungen nennen, aber, weil Materialien mit dem metallischen Abbinden normalerweise nicht molekular sind, ist das Gesetz von Dalton von integrierten Verhältnissen nicht gültig, und häufig kann eine Reihe von stochiometrischen Verhältnissen erreicht werden. Es ist besser, solche Konzepte aufzugeben, wie 'reine Substanz' oder 'solute' solche Fälle ist und sprechen Sie von Phasen stattdessen. Die Studie solcher Phasen ist mehr das Gebiet der Metallurgie traditionell gewesen als der Chemie, obwohl die zwei Felder beträchtlich überlappen.

Lokalisierung und das Sammeln: Davon, bis Obligationen zu verpfänden

Das metallische Abbinden in komplizierten Zusammensetzungen ist mit allen konstituierenden Elementen ebenso nicht notwendigerweise verbunden. Es ist ziemlich möglich, ein Element oder mehr zu haben, die überhaupt nicht teilnehmen. Man konnte die Leitungselektronen darstellen, die um sie wie ein Fluss um eine Insel oder einen großen Felsen fließen. Es ist möglich zu beobachten, welche Elemente wirklich z.B durch das Schauen auf die Kernniveaus in einem Spektrum der Röntgenstrahl-Photoelektronspektroskopie (XPS) teilnehmen. Wenn ein Element teilnimmt, neigen seine Spitzen dazu, verdreht zu werden.

Einige intermetallische Materialien stellen z.B Metalltrauben aus, die an Moleküle erinnernd sind, und diese Zusammensetzungen sind mehr ein Thema der Chemie als von der Metallurgie. Die Bildung der Trauben konnte als eine Weise gesehen werden, sich 'zu verdichten' (lokalisieren) das unzulängliche Elektronabbinden in Obligationen einer mehr lokalisierten Natur. Wasserstoff ist ein äußerstes Beispiel dieser Form der Kondensation. Am Hochdruck ist es ein Metall. Wie man sagen konnte, wurde der Kern des Planeten Jupiter durch eine Kombination des metallischen Abbindens und durch den Ernst veranlassten Hochdrucks zusammengehalten. Am niedrigeren Druck jedoch wird das Abbinden völlig lokalisiert in ein regelmäßiges covalent Band. Die Lokalisierung ist so abgeschlossen, dass das (vertrautere) H Benzin resultiert. Ein ähnliches Argument hält für ein Element wie Bor. Obwohl es im Vergleich zu Kohlenstoff unzulängliches Elektron ist, bildet es kein Metall. Stattdessen hat es mehrere komplizierte Strukturen, in denen icosahedral B Trauben vorherrschen. Anklage-Dichte-Wellen sind ein zusammenhängendes Phänomen.

Da diese Phänomene die Bewegung der Atome zu oder weg von einander einschließen, können sie als die Kopplung zwischen dem elektronischen und den Schwingstaaten (d. h. der phonons) vom Material interpretiert werden. Wie man denkt, verursacht ein verschiedener solche Elektron-Phonon-Wechselwirkung ein sehr verschiedenes Ergebnis bei niedrigen Temperaturen, dieser der Supraleitfähigkeit. Anstatt die Beweglichkeit der Anklage-Transportunternehmen zu blockieren, indem sie Elektronpaare in lokalisierten Obligationen bilden, werden Küfer-Paare gebildet, die nicht mehr jeden Widerstand gegen ihre Beweglichkeit erfahren.

Optische Eigenschaften

Die Anwesenheit eines Ozeans von beweglichen Anklage-Transportunternehmen hat tiefe Effekten auf die optischen Eigenschaften von Metallen. Sie können nur verstanden werden, indem sie die Elektronen als ein Kollektiv betrachten, anstatt die Staaten von individuellen an herkömmlicheren covalent Obligationen als beteiligten Elektronen zu betrachten.

Licht besteht aus einer Kombination eines elektrischen und eines magnetischen Feldes. Das elektrische Feld ist gewöhnlich im Stande, eine elastische Antwort von den am metallischen Abbinden beteiligten Elektronen zu erregen. Das Ergebnis besteht darin, dass Fotonen nicht im Stande sind, sehr weit ins Metall einzudringen, und normalerweise widerspiegelt werden. Sie springen davon, obwohl einige auch absorbiert werden können. Das hält ebenso für alle Fotonen des sichtbaren Spektrums, das ist, warum Metalle häufig silberfarbenes Weiß oder fahlgrau mit dem charakteristischen spiegelnden Nachdenken des metallischen Schimmers sind. Das Gleichgewicht zwischen Nachdenken und Absorption bestimmt, wie weiß, oder wie grau sie sind, obwohl Oberflächentrübung solche Beobachtungen verdunkeln kann. Silber, ein sehr gutes Metall mit dem hohen Leitvermögen ist einer der am meisten weißen.

Bemerkenswerte Ausnahmen sind rötliches kupfernes und gelbliches Gold. Der Grund für ihre Farbe besteht darin, dass es eine obere Grenze zur Frequenz des Lichtes gibt, dass metallische Elektronen auf, die plasmon Frequenz sogleich antworten können. An der plasmon Frequenz geht die frequenzabhängige dielektrische Funktion des freien Elektronbenzins vom negativen (das Reflektieren) zum positiven (das Übertragen); höhere Frequenzfotonen werden an der Oberfläche nicht widerspiegelt, und tragen zur Farbe des Metalls nicht bei. Es gibt einige Materialien wie Indium-Zinnoxyd (ITO), die metallische Leiter sind (wirklich degenerierte Halbleiter), für den diese Schwelle in infrarot ist, der ist, warum sie in den sichtbaren aber guten Spiegeln im IR durchsichtig sind.

Für Silber ist die Begrenzungsfrequenz im weiten UV, aber für Kupfer und Gold ist es am sichtbaren näher. Das erklärt die Farben dieser zwei Metalle. An der Oberfläche einer Metallklangfülle können Effekten, die als Oberfläche plasmons bekannt sind, resultieren. Sie sind gesammelte Schwingungen der Leitungselektronen wie eine Kräuselung im elektronischen Ozean. Jedoch, selbst wenn Fotonen genug Energie haben, haben sie gewöhnlich genug Schwung nicht, um die Kräuselung in Bewegung zu bringen. Deshalb sind plasmons hart, auf einem Hauptteil-Metall zu erregen. Das ist, warum Gold und Kupfer noch wie glänzende Metalle obgleich mit einer Spur der Farbe aussehen. Jedoch in gallertartigem Gold wird das metallische Abbinden auf eine winzige metallische Partikel beschränkt, die Schwingungswelle des plasmon davon abhaltend, 'davonzulaufen'. Die Schwung-Auswahlregel wird deshalb gebrochen, und die plasmon Klangfülle verursacht eine äußerst intensive Absorption im Grün mit einer resultierenden schönen purpurroten Farbe. Solche Farben sind Größenordnungen, die intensiver sind als gewöhnliche Absorptionen, die in Färbemitteln und ähnlich gesehen sind, die individuelle Elektronen und ihre Energiestaaten einschließen.

Siehe auch

• Das Abbinden in Festkörpern
• Metall aromaticity