Esta es una pregunta que quería hacer desde hace algún tiempo. Aprendes en la teoría del estado sólido que el modelo de electrones libres es la razón por la que los metales conducen la corriente eléctrica. Los orbitales electrónicos se deslocalizan y los electrones pueden moverse libremente en la red de iones metálicos. Este modelo parece funcionar bien para metales sólidos, pero hay metales líquidos y me parece que conducen la corriente eléctrica de la misma manera que sus primos sólidos. Pero en un líquido, los átomos se mueven de manera similar a un gas, pero con algo más de dispersión entre los átomos. ¿Es esto incorrecto para un metal líquido? Creo que es; tiene que haber electrones libres allí también. Entonces, ¿un metal líquido es realmente un ion líquido?
Incluso en los metales líquidos, la corriente es transportada principalmente por electrones, los iones son demasiado pesados en comparación para desempeñar un papel importante en la conducción (aunque la situación es diferente en los líquidos polares).
La diferencia entre los electrones en un sólido (por ejemplo, el cable de cobre en su teléfono) y en un metal líquido es que la tasa de dispersión en un líquido es muy alta, por lo que generalmente la resistencia aumenta, aunque para algunos metales pobres como el bismuto, esto no es así. no es verdad
Por lo general, los metales tienen grandes anchos de banda (en la escala de electronvoltios), por lo que incluso para temperaturas superiores a 1000 K, puede esperar que la unión de electrones esté deslocalizada y en su mayoría intacta. En este sentido, la conducción no es muy diferente a la de un metal amorfo, donde los electrones están deslocalizados, pero hay una fuerte dispersión desordenada. Las escalas de tiempo para líquidos y metales amorfos son bastante diferentes con respecto al movimiento iónico, pero en cuanto a su deslocalización electrónica, son bastante similares.
En pocas palabras, los electrones en los metales líquidos generalmente están deslocalizados, al igual que cuando están en los sólidos. La diferencia está en las interacciones de dispersión de iones de electrones, que suelen ser más fuertes para los metales líquidos debido a su alta temperatura y falta de orden. La prueba experimental de esta afirmación es que incluso los metales líquidos obedecen a la forma de Drude para la respuesta óptica (aunque es necesario ajustar adecuadamente las interacciones electrón-ion), lo que significa que los electrones están casi libres.
No creo que tu analogía de comparar los metales líquidos con un gas sea correcta. En un gas, los átomos individuales están lejos unos de otros para que interactúen de alguna manera (excepto cuando están muy cerca). En un líquido, siempre hay interacciones de nubes de electrones con los átomos vecinos que son responsables de que permanezca en la fase líquida.
Considerando el caso de los metales líquidos, los átomos metálicos tienen energía suficiente para liberar algunos electrones que pueden participar en la conducción. Además, el mecanismo de conducción, en este caso, es totalmente diferente ya que los iones ya no están estacionarios y los electrones chocarán más a menudo con los átomos. Por lo tanto, los metales líquidos no pueden conducir la corriente de la misma manera que sus contrapartes sólidas.
Quillo