Bu yazımızda, metallerin atomik yapısı, elektron denizi modeli, elektrik akımının iletimi, ısı iletimi ve elektrik iletkenliği seviyeleri gibi başlıkları ele alacağız. Böylelikle metallerin nasıl elektriği iyi ilettiğini açıklamış olacağız.

Metallerin Atomik Yapısı

Metaller, periyodik tablonun sol tarafında bulunan elementlerdir. Metallerin atomik yapısı, elektriği iyi iletmelerinin temel nedenidir. Metallerin atomları, merkezde pozitif yüklü bir çekirdek ve çekirdeğin etrafında negatif yüklü elektronlardan oluşur. Elektronlar, atomun enerji seviyelerine göre farklı yörüngelerde bulunur. En dıştaki yörüngeye değerlik yörüngesi denir ve değerlik yörüngesindeki elektronlara da değerlik elektronları denir. Metallerin değerlik yörüngesinde genellikle 1, 2 veya 3 tane elektron bulunur. Bu elektronlar, metal atomları arasında metalik bağlar oluşturmak için paylaşılır. Metalik bağlar, metal atomlarının birbirine sıkıca bağlanmasını sağlar ve metale katı, parlak ve işlenebilir bir yapı verir.

Elektron Denizi Modeli

Metallerin elektriği iyi iletmelerinin bir diğer nedeni de, elektron denizi modeli olarak adlandırılan bir modele sahip olmalarıdır. Bu modele göre, metallerin değerlik elektronları, belirli bir atoma bağlı kalmaz, ancak metalin tüm yapısı boyunca serbestçe hareket edebilir. Bu elektronlar, bir tür elektron denizi ya da elektron bulutu oluşturur. Elektron denizinin içinde, artı yüklü metal iyonları bulunur. Elektron denizi ile metal iyonları arasında, elektrostatik çekim kuvveti vardır. Bu kuvvet, metali bir arada tutar ve metale ısı ve elektrik iletme özelliği kazandırır.

Elektrik Akımının İletimi

Elektrik akımı, elektronların bir yönde hareket etmesidir. Elektrik akımının iletilmesi için, bir potansiyel fark yani gerilim uygulanması gerekir. Gerilim, elektronlara hareket etmeleri için bir kuvvet uygular. Metallerde, elektron denizinde bulunan serbest elektronlar, gerilim uygulandığında metalin bir ucundan diğer ucuna doğru hareket eder. Bu şekilde, elektronlar yük taşıyıcı olarak görev yapar ve metalden elektrik akımını iletir.

Isı İletimi

Isı, enerjinin sıcak bir cisimden soğuk bir cisime aktarılmasıdır. Isı, metallerde elektrik akımı ile benzer bir şekilde iletilir. Metale ısı uygulandığında, ısı kaynağının yakınındaki serbest elektronlar çok fazla enerji kazanır ve hızla hareket etmeye başlar. Metal, kapalı bir yapıya sahip olduğundan, enerjili serbest elektronlar, yakındaki diğer elektronlarla çarpışır. Bu, titreşimin hemen bitişik alana geçmesine yardımcı olur. Böylece ısı, metalik maddelerden hızlı bir şekilde iletilir.

Elektrik İletkenliği Seviyeleri

Elektrik iletkenliği, bir maddenin elektrik akımını iletebilme yeteneğidir. Elektrik iletkenliği, birimi siemens olan bir ölçü birimi ile ifade edilir. Elektrik iletkenliği, maddenin atomik yapısı, sıcaklığı, saflığı ve alaşımı gibi faktörlere bağlı olarak değişir. Metaller, elektrik iletkenliği en yüksek olan elementlerdir. Ancak, tüm metallerin elektrik iletkenliği aynı değildir. Bazı metaller, diğerlerinden daha iyi elektrik iletir. Elektrik iletkenliği en yüksek olan metal gümüştür. Gümüşü, bakır, altın, alüminyum, nikel, demir, çinko, platin ve kurşun takip eder.

Sonuç

Metaller, elektriği iyi ileten elementlerdir. Metallerin elektriği iyi iletmelerinin nedeni, atomik yapısı ve elektron denizi modelidir. Metallerin atomları, değerlik yörüngesinde az sayıda elektron bulundurur ve bu elektronlar metalik bağlar oluşturmak için paylaşılır. Metallerin değerlik elektronları, belirli bir atoma bağlı kalmaz, ancak metalin tüm yapısı boyunca serbestçe hareket edebilir. Bu elektronlar, bir tür elektron denizi ya da elektron bulutu oluşturur. Elektron denizi ile metal iyonları arasında, elektrostatik çekim kuvveti vardır. Bu kuvvet, metali bir arada tutar ve metale ısı ve elektrik iletme özelliği kazandırır. Metallerde, gerilim uygulandığında serbest elektronlar metalin bir ucundan diğer ucuna doğru hareket eder ve elektrik akımını iletir. Metallerde, ısı uygulandığında serbest elektronlar enerji kazanır ve yakındaki diğer elektronlarla çarpışarak ısıyı iletir. Metaller, elektrik iletkenliği seviyelerine göre farklılık gösterir. Elektrik iletkenliği en yüksek olan metal gümüştür.