Metallisidos muodostuu metalliatomien välille, kun metallit pyrkivät luovuttamaan vähäisen määrän ulkoelektronejaan pois. Syntyneet positiiviset ionit eli kationit ovat elektronien ympäröiminä hilarakenteessa, eivätkä elektronit ole sitoutuneet mihinkään tiettyyn ioniiin. Nämä vapaat elektronit pystyvät liikkumaan metalli-ionien muodostaman hilarakenteen välissä ja täten metallit johtavat sähköä.
Metallisidos on hyvin voimakas kemiallinen sidos, mikä tekee metalleista kovia ja kestäviä. Metalleille tyypillisiä ominaisuuksia ovat hyvä sähkön- ja lämmönjohtavuus, muokattavuus lämmön avulla sekä metalleille tyypillinen metallikiilto.
Metallisidos voidaan esittää kuvaamalla metallikiderakennetta, jossa jokainen metalliatomi on ympäröity muiden metalli-ionien kanssa, ja vapaat elektronit kiertävät näiden ionien välillä. Metallin ominaisuudet ja käyttösovellukset perustuvat monimutkaisiin metallikiderakenteisiin ja sidoksien vahvuuteen.
Metalliseos eli lejeerinki¶
Metalliseos on seos, joka koostuu kahdesta tai useammasta eri metallista tai metallin sekaan sekoittuneesta epämetallista. Metalliseokset ovat yleisiä teknisessä käytössä, sillä niiden ominaisuudet voidaan valita tarkasti sekoittamalla eri metalleja tietyissä suhteissa. Tämän ansiosta metalliseoksilla voidaan saavuttaa haluttuja ominaisuuksia, kuten sopiva kovuus, kestävyys, lämmönjohtavuus, sähkönjohtavuus ja korroosionkestävyys.
Metalliseokset voivat olla homogeenisia tai heterogeenisia. Homogeeniset seokset, kuten pronssi ja messinki, koostuvat metallien atomeista, jotka ovat tasaisesti jakautuneet seoksen läpi. Heterogeeniset seokset, kuten teräs, koostuvat metallien sekoituksesta, jossa toisen metallin pienet partikkelit ovat jakautuneet toisen metallin sekaan.
Esimerkkejä metalliseoksista ovat teräs sekä kuparin lejeerinkit pronssi ja messinki.
Teräs on seos raudasta ja hiilestä, jossa hiilen osuus voi vaihdella 0,2-2,1 % välillä. Hiilen määrä vaikuttaa teräksen lujuuteen ja kovuuteen, ja esimerkiksi hiiliteräs on kovempaa, mutta haurasta, kun taas vähähiilinen teräs on pehmeämpää ja helpommin muokattavaa. Teräksessä voidaan käyttää myös muita metalliseoksia, kuten kromia, nikkelia tai molybdeeniä, jotta saadaan aikaan haluttuja ominaisuuksia, kuten korroosionkestävyyttä tai kulumisenkestävyyttä.
Ruostumaton teräs eli rosteri: ruostumattomassa teräksessä on lisäksi kromia vähintään 10,5 %. Kromi muodostaa teräksen pintaan suojaavan oksidikalvon, joka estää ruostumisen. Tämä tekee ruostumattomasta teräksestä erittäin kestävän erilaisiin ympäristöihin ja korroosiota vastaan. Lisäksi ruostumattomasta teräksestä voidaan valmistaa hygieenisiä, helposti puhdistettavia ja kestäviä tuotteita, joita käytetään esimerkiksi elintarvike- ja lääketeollisuudessa.
Pronssissa on kuparin ja tinan seos, jossa tuinan osuus voi vaihdella 5-25 % välillä, yleensä 12-12,5 %. Lisäksi pronssissa voidaan käyttää muita lisäaineita, kuten sinkkiä, alumiinia tai lyijyä. Pronssi on tunnettu erinomaisesta korroosionkestävyydestään ja helppokäyttöisyydestään, ja se sopii hyvin erilaisiin sovelluksiin, kuten musiikki-instrumentteihin, veistoksiin, laakereihin ja valettuihin osiin.
Messinki on kuparin ja sinkin seos, jonka sekoitussuhde voi vaihdella 5-45 % sinkin suuntaan. Messinkin sekoitussuhteen vaihtelu vaikuttaa sen ominaisuuksiin, kuten lujuuteen, kovuuteen, muokattavuuteen ja korroosionkestävyyteen. Messinki on suosittu materiaali esimerkiksi koruissa, hanassa, putkissa ja soittimissa.
Juotostinaa käytetään sulana yhdistämään elektroniikan komponentteja toisiinsa. Tyypillisesti juotostinassa on noin 60 % tinaa ja 40 % lyijyä.