El metal se mantiene unido y sus electrones pueden moverse
El cobre se usa en cables eléctricos y el oro puede batirse en láminas más finas que el papel. En cambio, un cristal de sal se rompe al golpearlo y la sal sólida no conduce electricidad. Estas diferencias provienen de cómo se mantienen unidas las partículas. Dentro del átomo hay un núcleo positivo, con electrones negativos en capas a su alrededor. Los átomos metálicos como el sodio y el cobre tienen pocos electrones en su capa externa, y están bastante poco retenidos; la página del átomo de Bohr muestra esas capas. En un metal, esos electrones externos no están atados a ningún átomo concreto, y ese único hecho explica tanto la conducción como la flexibilidad. Compáralo con las páginas del enlace iónico y del enlace covalente, donde los electrones se transfieren o se comparten entre átomos determinados.
En el modelo hay dos clases de piezas. Asigna una identidad a cada una antes de seguirla. Un núcleo iónico positivo contiene un núcleo y los electrones que aún permanecen cerca, con carga positiva en conjunto. Otros electrones pueden moverse por el metal. Al conectar una fuente, sigue esos electrones móviles para ver cómo viaja la carga a lo largo del cable. Doblarlo plantea otra pregunta: cuando una capa de núcleos iónicos se desliza sobre otra, ¿sigue existiendo la atracción que las mantiene unidas? La misma imagen responde a ambas y da a la conducción y a la flexibilidad una razón a la que volver.
01Conoce la red y sus electrones compartidos
Las esferas plateadas representan núcleos iónicos positivos: el núcleo de un átomo junto con sus electrones internos fuertemente ligados. Algunos electrones externos se deslocalizan y dejan de pertenecer a un átomo concreto. La atracción entre esos electrones negativos y los núcleos positivos es el enlace metálico. Las finas líneas azules de abajo hacen visible esta atracción colectiva; no son enlaces individuales y permanentes.
Clave del modelo: un metal monovalente esquemático, con 45 núcleos y 45 marcas de electrones deslocalizados. Los tamaños de los núcleos, las trayectorias electrónicas, la rapidez de deriva y las líneas de atracción son símbolos didácticos, no trayectorias a escala atómica ni un cálculo cuantitativo de conductividad. La red sencilla no representa la estructura cristalina real del cobre.
02Lee las propiedades del metal en el modelo
Conducción eléctrica
Al conectar una fuente se establece un campo eléctrico: un empuje a lo largo del cable que actúa sobre los electrones. El campo orienta el movimiento de los electrones deslocalizados (los móviles que ya vimos), de modo que la carga se transporta sin que todo el sólido se desplace. Si se invierte el campo, se invierten la corriente y la deriva de los electrones. Por convenio, el sentido de la corriente es el en que se movería una carga positiva; los electrones son negativos, así que la deriva de los electrones va en sentido contrario a la corriente.
Maleabilidad
Si doblas un alambre de cobre hasta darle otra forma, no se rompe como un cristal de sal. El metal puede cambiar de forma porque las capas se reordenan mientras siguen compartiendo electrones móviles. La atracción se reparte por todo el sólido, en lugar de quedar atada a un solo par de átomos.
La atracción es mutua
Los núcleos atraen a los electrones y los electrones atraen a los núcleos. La separación estable también depende de efectos repulsivos y cuánticos. La atracción por sí sola no explicaría por qué la materia tiene un tamaño finito.
Piensa: si la corriente apunta a la derecha, ¿hacia dónde derivan los electrones?
A la izquierda. Los electrones tienen carga negativa, mientras que la corriente convencional usa el sentido de la carga positiva. El movimiento local y la deriva neta, mucho menor, son ideas distintas.
