Legătura metalică este o legătură chimică datorată prezenței unor electroni relativ liberi. Este caracteristic atât metalelor pure cât și aliajelor lor și compușilor intermetalici.
Mecanism de legare metalică
În toate nodurile rețelei cristaline, sunt localizați ioni metalici pozitivi. Între ei la întâmplare, ca și moleculele gazului, se deplasează electronii de valență, care sunt detașați de atomi atunci când se formează ioni. Acești electroni joacă rolul de ciment care ține împreună ionii pozitivi; în caz contrar, zăbrelele s-ar descompune sub acțiunea forțelor repulsive dintre ioni. În același timp, electronii sunt de asemenea ținuți de ioni în interiorul cristalului și nu-l pot lăsa. Forțele de comunicare nu sunt localizate și nu sunt direcționate. Din acest motiv, în majoritatea cazurilor, sunt afișate numere de coordonate mari (de ex. 12 sau 8). Atunci când doi atomi de metal se convertesc, orbitele lor se suprapun, formând orbite moleculare. Dacă se apropie al treilea atom, orbita sa se suprapune cu orbitele primilor doi atomi, ceea ce dă o altă orbitală moleculară. Atunci când există mulți atomi, apar un număr mare de orbite moleculare tridimensionale, care se extind în toate direcțiile. Datorită suprapunerii multiple a orbitalilor, electronii de valență ai fiecărui atom sunt influențați de mulți atomi.
Caracteristici lattice de cristal
Majoritatea metalelor formează una din următoarele laturi de simetrie înaltă, cu o densitate densă de atomi: o cubică centrală, centrată pe cub și hexagonală.
Într-o rețea cubică centrată central (BCC), atomii sunt localizați la vârfurile cubului și un atom din centrul volumului cubului. Centura central centrată cubică are metale: Pb, K, Na, Li, # 946; -Ti, # 946; -Zr, Ta, W, V, # 945; -Fe, Cr, Nb, Ba, etc.
Într-o latură cubică orientată pe față (fcc), atomii sunt localizați la vârfurile cubului și în centrul fiecărei fețe. Grilele de acest tip sunt metale: # 945; -Ca, Ce, # 945; -Sr, Pb, Ni, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, # 947; -Fe, Cu, # 945; -Co și altele.
Într-o rețea hexagonală, atomii sunt localizați la vârfurile și centrul bazelor hexagonale ale prismei și cei trei atomi din planul mijlociu al prismei. O astfel de împachetare a atomilor are metale: Mg, # 945; -Ti, Cd, Re, Os, Ru, Zn, # 946; -Co, Be, # -Ca și alții.
Electronii cu mișcare liberă determină o conductivitate electrică și termică ridicată. Substanțele care au o legătură metalică adesea combină rezistența cu plasticitatea, deoarece dislocarea legăturilor nu se produce odată cu deplasarea atomilor unul față de celălalt. De asemenea, o proprietate importantă este aroma metalică.
Metalele dau căldură și electricitate bine, sunt destul de puternice, ele pot fi deformate fără distrugere. Unele metale sunt maleabile (pot fi falsificate), unele sunt lipicioase (pot fi scoase din ele). Aceste proprietăți unice sunt explicate prin tipul special de legare chimică care leagă atomii de metal unul de celălalt - legătura metalică.
Metalele în stare solidă există sub formă de cristale de ioni pozitivi, aparent plutiți în mare de electroni care se mișcă liber între ele.
Legătura metalică explică proprietățile metalelor, în special puterea lor. Sub influența forței de deformare, rețeaua metalică își poate schimba forma fără crăpare, spre deosebire de cristalele ionice.
Conductibilitatea termică ridicată a metalelor se explică prin faptul că, dacă piesa de metal este încălzită dintr-o parte, energia cinetică a electronilor va crește. Această creștere a energiei se va răspândi în "marea electronică" în întreaga eșantion la o viteză mare.
Conductivitatea electrică a metalelor devine, de asemenea, ușor de înțeles. În cazul în care se aplică o diferență de potențial la capetele probei de metal, norul de electroni delocalizați se va deplasa în direcția potențialului pozitiv: acest flux de electroni care se deplasează într-o direcție este un curent electric cunoscut.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: