Das Atom

Aus der Chemie ist bekannt, dass die Elemente, die im periodischen System der Elemente aufgeführt sind, aus Atomen aufgebaut sind. Diese Atome bestehen wiederum aus einer Vielzahl kleiner Teilchen. Einmal haben wir den Atomkern, der aus den elektrisch positiven Protonen und den elektrisch neutralen Neutronen besteht und zum Anderen die elektrisch negativen Elektronen, die sich um den Kern bewegen. Die Zahl der Protonen und Elektronen in einem Atom ist gleich groß, sie entspricht der Ordnungszahl des entsprechenden Elements.

Weil sich die elektrisch negativen Ladungen der Elektronen mit den elektrisch positiver Protonen aufheben erscheint das Atom nach außen elektrisch Neutral. Die Elektronen bewegen sich um den Kern auf bestimmten Bahnen wobei man mehrere solcher Bahnen zu so genannten Schalen zusammenfassen kann. Die äußere Schale der Atome ist in den meisten Fällen nicht vollständig besetzt.

Die Elemente, die diese äußere Schale voll besetzt haben zeigen eine besondere Stabilität, man nennt sie Edelgase. Daraus ergibt sich beim Zusammentreffen vieler Atome die Möglichkeit einer gegenseitigen Beeinflussung. Die Atome versuchen durch Aufnahme oder Abgabe von Valenzelektronen, das sind Elektronen auf der äußeren Schale, den Zustand des Edelgases zu erreichen. Es entstehen Ionen. Das sind Atome mit positiven oder negativen Ladungsüberschuss. Bei den meisten Metallen ist es nun so, dass die Valenzelektronen ihr zugehöriges Atom verlassen und sich frei im Metall bewegen, man spricht dann vom Elektronengas.
Die freien Elektronen stellen eine starke negative Ladung dar, sodass die positiv geladenen Atomrümpfe angezogen werden. Dadurch entstehen große Bindungskräfte, man nennt diese Art von Bindung Metallbindung

In der Elektronik bzw. Elektrotechnik werden die freien Elektronen als Ladungsträger benutzt.

Merke: Metalle haben auf ihrer äußeren Schale Valenzelektronen, die sie leicht abgeben können. Durch diese freien Elektronen werden die Atomrümpfe zusammengehalten (Metallbindung) und zu einem bestimmten regelmäßigen Aufbau angeordnet. Die elektrische Leitfähigkeit der Metalle beruht auf der Beweglichkeit der freien Elektronen.