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Die Metallbindung beschreibt den Zusammenhalt von Metallatomen durch ein gemeinsames **Elektronengas**, das die positiv geladenen **Atomrümpfe** in einem regelmäßigen Gitter umgibt.
Metalle zeichnen sich durch eine geringe Elektronegativität (die Kraft, mit der ein Atom Bindungselektronen anzieht) aus. Das bedeutet, dass sie ihre Valenzelektronen (Elektronen der äußersten Schale) nur sehr schwach festhalten und leicht abgeben können.
Im Gegensatz zur Atombindung, bei der sich zwei Atome ein Elektronenpaar teilen, sind die Elektronen in einem Metall delokalisiert. Das heißt, sie gehören nicht mehr zu einem spezifischen Kern, sondern bewegen sich frei im gesamten Verband.
Dieses Prinzip wird als Elektronengasmodell bezeichnet: Man stellt sich die positiv geladenen Atomrümpfe (das Atom ohne seine Valenzelektronen) als feste Gitterpunkte vor, die in einer Wolke aus frei beweglichen, negativ geladenen Elektronen schwimmen.
Die elektrostatische Anziehung zwischen den positiven Atomrümpfen und dem negativen 'Elektronengas' ist die Kraft, die das Metallgitter zusammenhält. Da diese Kraft in alle Richtungen wirkt, sind Metallbindungen nicht gerichtet, was sie von der Atombindung unterscheidet.
Die freie Beweglichkeit der Elektronen erklärt die hohe elektrische Leitfähigkeit. Sobald ein elektrisches Feld angelegt wird, können die Elektronen als Ladungsträger ungehindert durch das Gitter fließen.
Auch die Wärmeleitfähigkeit ist auf dieses Modell zurückzuführen: Die leichten Elektronen können kinetische Energie (Bewegungsenergie) durch Kollisionen sehr schnell über weite Strecken im Material transportieren.
Ein weiteres Merkmal ist die Duktilität (Verformbarkeit). Wenn mechanischer Druck auf ein Metall ausgeübt wird, können die Schichten der Atomrümpfe aneinander vorbeigleiten. Das Elektronengas wirkt dabei wie ein 'Schmiermittel', das den Zusammenhalt aufrechterhält, ohne dass das Gitter wie bei einem Salzkristall zerbricht.
Im Vergleich zu Molekülen, die durch Atombindungen diskrete (abgeschlossene) Einheiten bilden, stellt ein Metall ein riesiges Kollektiv dar. Es gibt keine einzelnen 'Metall-Moleküle', sondern nur ein theoretisch unendlich fortsetzbares Gitter.
