Elektronengasmodell
Bereits 1900 entwickelten DRUDE und LORENZ das Elektronengas (In der Festkörperphysik ist das Freie-Elektronen-Modell ein einfaches Modell für das Verhalten von Valenzelektronen in einer Kristallstruktur eines metallischen Festkörpers) Modell der metallischen Bindung (Metallbindung ergibt sich aus der elektrostatischen Anziehungskraft zwischen leitenden Elektronen und positiv geladenen Metallionen) . Dementsprechend werden die Valenzelektronen in Metallen delokalisiert, d.h. sie sind nicht an ein bestimmtes Atom gebunden (Ein Atom ist die kleinste Bausteineinheit der gewöhnlichen Materie, die die Eigenschaften eines chemischen Elements aufweist) und können sich ähnlich wie Gasatome frei im Gasraum bewegen. Daher werden die Valenzelektronen auch als Elektronengas bezeichnet. Die verbleibenden positiven Atomkörper nehmen die Gitterplätze ein. In Aluminium (Aluminium oder Aluminium ist ein chemisches Element in der Bor-Gruppe mit Symbol Al und Ordnungszahl 13), zum Beispiel machen die kugelförmigen Al3+-Rümpfe nur etwa 18% des Gesamtvolumens des Metalls aus, während das Elektronengas 82% des Volumens ausmacht.
Abb. 3: Elektronengasmodell am Beispiel von Aluminium
Viele Eigenschaften von Metallen lassen sich mit diesem Modell darstellen. Die Existenz von Elektronengas erklärt die gute elektrische und thermische Leitfähigkeit von Metallen. Beim Anlegen einer Spannung bewegen