Τι είναι ο μεταλλικός δεσμός στη χημεία. Μεταλλικός δεσμός: μηχανισμός σχηματισμού

Το μεταλλικό είναι ένας πολυκεντρικός δεσμός που υπάρχει στα μέταλλα και στα κράματά τους μεταξύ θετικά φορτισμένων ιόντων και ηλεκτρονίων σθένους, τα οποία είναι κοινά σε όλα τα ιόντα και κινούνται ελεύθερα σε όλο τον κρύσταλλο.

Έχουν μικρό αριθμό ηλεκτρονίων σθένους και χαμηλό ιονισμό. Λόγω των μεγάλων ακτίνων των ατόμων μετάλλου, αυτά τα ηλεκτρόνια είναι μάλλον ασθενώς συνδεδεμένα με τους πυρήνες τους και μπορούν εύκολα να αποσπαστούν από αυτούς και να γίνουν κοινά σε ολόκληρο τον μεταλλικό κρύσταλλο. Ως αποτέλεσμα, θετικά φορτισμένα μεταλλικά ιόντα και αέριο ηλεκτρονίων εμφανίζονται στο κρυσταλλικό πλέγμα του μετάλλου - μια συλλογή κινητών ηλεκτρονίων που κινούνται ελεύθερα σε όλο τον μεταλλικό κρύσταλλο.

Ως αποτέλεσμα, το μέταλλο αποτελείται από έναν αριθμό θετικών ιόντων που εντοπίζονται σε ορισμένες θέσεις και έναν μεγάλο αριθμό ηλεκτρονίων που κινούνται σχετικά ελεύθερα στο πεδίο των θετικών κέντρων. Η χωρική δομή των μετάλλων είναι ένας κρύσταλλος, ο οποίος μπορεί να φανταστεί κανείς ως ένα κύτταρο με θετικά φορτισμένα ιόντα στους κόμβους, βυθισμένο σε ένα αρνητικά φορτισμένο αέριο ηλεκτρονίων. Όλα τα άτομα εγκαταλείπουν τα ηλεκτρόνια σθένους για να σχηματίσουν ένα αέριο ηλεκτρονίων, κινούνται ελεύθερα μέσα στον κρύσταλλο χωρίς να σπάσουν τον χημικό δεσμό.

Η θεωρία της ελεύθερης κίνησης των ηλεκτρονίων στο κρυσταλλικό πλέγμα των μετάλλων επιβεβαιώθηκε πειραματικά από το πείραμα των Tolman και Stewart (το 1916): με απότομο φρενάρισμα ενός προηγουμένως μη στριμμένου πηνίου με ένα τυλιγμένο σύρμα, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια συνέχισαν να κινούνται για κάποιο χρονικό διάστημα με αδράνεια, και αυτή τη στιγμή ένα αμπερόμετρο συνδεδεμένο με τα πηνία του κυκλώματος, κατέγραψε έναν παλμό ηλεκτρικού ρεύματος.

Τύποι μοντέλων μεταλλική σύνδεση

Τα σημάδια ενός μεταλλικού δεσμού είναι τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

1. Πολυηλεκτρονικότητα, αφού όλα τα ηλεκτρόνια σθένους συμμετέχουν στο σχηματισμό ενός μεταλλικού δεσμού.
2. Πολυκεντρικότητα, ή αποτοπισμός - ένας δεσμός συνδέει ταυτόχρονα μεγάλο αριθμό ατόμων που περιέχονται σε έναν μεταλλικό κρύσταλλο.
3. Ισοτροπία, ή μη κατευθυντικότητα - λόγω της ανεμπόδιστης κίνησης του αερίου ηλεκτρονίων προς όλες τις κατευθύνσεις ταυτόχρονα, ο μεταλλικός δεσμός είναι σφαιρικά συμμετρικός.

Οι μεταλλικοί κρύσταλλοι σχηματίζουν κυρίως τρεις τύπους κρυσταλλικών δικτυωμάτων, αλλά ορισμένα μέταλλα μπορεί να έχουν διαφορετικές δομές ανάλογα με τη θερμοκρασία.

Κρυσταλλικά πλέγματα μετάλλων: α) κυβικά με επίκεντρο την όψη (Cu, Au, Ag, Al). β) κυβικά με κέντρο το σώμα (Li, Na, Ba, Mo, W, V); γ) εξαγωνικό (Mg, Zn, Ti, Cd, Cr)

Μεταλλικοί δεσμοί υπάρχουν στους κρυστάλλους και τα τήγματα όλων των μετάλλων και των κραμάτων. Στην καθαρή του μορφή, είναι χαρακτηριστικό των μετάλλων αλκαλίων και αλκαλικών γαιών. Στα d-μετάλλα μετάπτωσης, ο δεσμός μεταξύ των ατόμων είναι μερικώς ομοιοπολικός.

Μεταλλικός δεσμός λόγω της παρουσίας ελεύθερων ηλεκτρονίων (αέριο ηλεκτρονίων) και αυτών ομοιόμορφη κατανομήκατά μήκος του κρυστάλλου οδηγεί σε χαρακτηριστική γενικές ιδιότητεςμέταλλα και κράματα, ιδιαίτερα υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα, ολκιμότητα (δηλαδή ικανότητα παραμόρφωσης σε κανονικά ή αυξημένα επίπεδα χωρίς καταστροφή), αδιαφάνεια και μεταλλική λάμψη λόγω της ικανότητάς τους να αντανακλούν το φως.

Ιωνικός δεσμός

(χρησιμοποιήθηκαν υλικά από τον ιστότοπο http://www.hemi.nsu.ru/ucheb138.htm)

Ο ιονικός δεσμός συμβαίνει μέσω ηλεκτροστατικής έλξης μεταξύ αντίθετα φορτισμένων ιόντων. Αυτά τα ιόντα σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της μεταφοράς ηλεκτρονίων από το ένα άτομο στο άλλο. Ένας ιοντικός δεσμός σχηματίζεται μεταξύ ατόμων που έχουν μεγάλες διαφορές στην ηλεκτραρνητικότητα (συνήθως μεγαλύτερες από 1,7 στην κλίμακα Pauling), για παράδειγμα, μεταξύ ατόμων αλκαλιμετάλλου και αλογόνου.

Ας εξετάσουμε την εμφάνιση ιοντικών δεσμών χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του σχηματισμού NaCl.

Από ηλεκτρονικούς τύπους ατόμων

Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 και

Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5

Μπορεί να φανεί ότι για να ολοκληρωθεί το εξωτερικό επίπεδο, είναι ευκολότερο για ένα άτομο νατρίου να δώσει ένα ηλεκτρόνιο παρά να κερδίσει επτά, και για ένα άτομο χλωρίου είναι ευκολότερο να αποκτήσει ένα ηλεκτρόνιο παρά να κερδίσει επτά. Στις χημικές αντιδράσεις, το άτομο νατρίου δίνει ένα ηλεκτρόνιο και το άτομο χλωρίου το παίρνει. Ως αποτέλεσμα, τα κελύφη ηλεκτρονίων των ατόμων νατρίου και χλωρίου μετατρέπονται σε σταθερά κελύφη ηλεκτρονίων ευγενών αερίων (ηλεκτρονική διαμόρφωση του κατιόντος νατρίου

Na + 1s 2 2s 2 2p 6,

και η ηλεκτρονική διαμόρφωση του ανιόντος χλωρίου είναι

Cl – - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6).

Η ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση των ιόντων οδηγεί στο σχηματισμό ενός μορίου NaCl.

Η φύση του χημικού δεσμού αντανακλάται συχνά κατάσταση συνάθροισηςκαι φυσικές ιδιότητες της ύλης. Οι ιοντικές ενώσεις όπως το χλωριούχο νάτριο NaCl είναι σκληρές και πυρίμαχες επειδή υπάρχουν ισχυρές δυνάμεις ηλεκτροστατικής έλξης μεταξύ των φορτίων των ιόντων «+» και «–».

Το αρνητικά φορτισμένο ιόν χλωρίου δεν προσελκύει μόνο το «του» ιόν Na+, αλλά και άλλα ιόντα νατρίου γύρω του. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι κοντά σε οποιοδήποτε από τα ιόντα δεν υπάρχει ένα ιόν με το αντίθετο πρόσημο, αλλά πολλά.

Η δομή ενός κρυστάλλου χλωριούχου νατρίου NaCl.

Στην πραγματικότητα, υπάρχουν 6 ιόντα νατρίου γύρω από κάθε ιόν χλωρίου και 6 ιόντα χλωρίου γύρω από κάθε ιόν νατρίου. Αυτή η διατεταγμένη συσκευασία ιόντων ονομάζεται ιονικός κρύσταλλος. Εάν ένα μεμονωμένο άτομο χλωρίου απομονωθεί σε έναν κρύσταλλο, τότε μεταξύ των ατόμων νατρίου που το περιβάλλουν δεν είναι πλέον δυνατό να βρεθεί αυτό με το οποίο αντέδρασε το χλώριο.

Ελκόμενα μεταξύ τους από ηλεκτροστατικές δυνάμεις, τα ιόντα είναι εξαιρετικά απρόθυμα να αλλάξουν τη θέση τους υπό την επίδραση εξωτερικής δύναμης ή αύξησης της θερμοκρασίας. Αλλά εάν το χλωριούχο νάτριο λιώσει και συνεχίσει να θερμαίνεται σε κενό, εξατμίζεται, σχηματίζοντας διατομικά μόρια NaCl. Αυτό υποδηλώνει ότι οι δυνάμεις ομοιοπολικού δεσμού δεν απενεργοποιούνται ποτέ εντελώς.

Βασικά χαρακτηριστικά ιοντικών δεσμών και ιδιότητες ιοντικών ενώσεων

1. Ένας ιονικός δεσμός είναι ένας ισχυρός χημικός δεσμός. Η ενέργεια αυτού του δεσμού είναι της τάξης των 300 – 700 kJ/mol.

2. Αντίθετα ομοιοπολικός δεσμός, ιοντικός δεσμόςείναι μη κατευθυντικό γιατί το ιόν μπορεί να προσελκύσει ιόντα του αντίθετου πρόσημου προς τον εαυτό του προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.

3. Σε αντίθεση με έναν ομοιοπολικό δεσμό, ένας ιοντικός δεσμός είναι ακόρεστος, αφού η αλληλεπίδραση ιόντων του αντίθετου πρόσημου δεν οδηγεί σε πλήρη αμοιβαία αντιστάθμιση των δυναμικών τους πεδίων.

4. Κατά το σχηματισμό μορίων με ιοντικό δεσμό, δεν πραγματοποιείται πλήρης μεταφορά ηλεκτρονίων, επομένως, εκατό τοις εκατό ιοντικοί δεσμοί δεν υπάρχουν στη φύση. Στο μόριο NaCl, ο χημικός δεσμός είναι μόνο 80% ιοντικός.

5. Οι ενώσεις με ιοντικούς δεσμούς είναι κρυσταλλικά στερεά που έχουν υψηλά σημεία τήξης και βρασμού.

6. Οι περισσότερες ιοντικές ενώσεις είναι διαλυτές στο νερό. Διεξάγονται διαλύματα και τήγματα ιοντικών ενώσεων ηλεκτρικό ρεύμα.

Μεταλλική σύνδεση

Οι μεταλλικοί κρύσταλλοι έχουν διαφορετική δομή. Αν εξετάσετε ένα κομμάτι μετάλλου νατρίου, θα διαπιστώσετε ότι η εμφάνισή του είναι πολύ διαφορετική από το επιτραπέζιο αλάτι. Το νάτριο είναι μαλακό μέταλλο, κόβεται εύκολα με μαχαίρι, ισιώνεται με σφυρί, μπορεί εύκολα να λιώσει σε φλιτζάνι σε λάμπα αλκοόλης (σημείο τήξης 97,8 o C). Σε έναν κρύσταλλο νατρίου, κάθε άτομο περιβάλλεται από οκτώ άλλα παρόμοια άτομα.

Κρυσταλλική δομή μεταλλικού Na.

Το σχήμα δείχνει ότι το άτομο Na στο κέντρο του κύβου έχει 8 πλησιέστερους γείτονες. Αλλά το ίδιο μπορεί να ειπωθεί για οποιοδήποτε άλλο άτομο σε έναν κρύσταλλο, αφού είναι όλα τα ίδια. Ο κρύσταλλος αποτελείται από «άπειρα» επαναλαμβανόμενα θραύσματα που φαίνονται σε αυτό το σχήμα.

Τα άτομα μετάλλου στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας περιέχουν μικρό αριθμό ηλεκτρονίων σθένους. Δεδομένου ότι η ενέργεια ιοντισμού των ατόμων μετάλλου είναι χαμηλή, τα ηλεκτρόνια σθένους διατηρούνται ασθενώς σε αυτά τα άτομα. Ως αποτέλεσμα, θετικά φορτισμένα ιόντα και ελεύθερα ηλεκτρόνια εμφανίζονται στο κρυσταλλικό πλέγμα των μετάλλων. Σε αυτή την περίπτωση, τα μεταλλικά κατιόντα βρίσκονται στους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος και τα ηλεκτρόνια κινούνται ελεύθερα στο πεδίο των θετικών κέντρων, σχηματίζοντας το λεγόμενο «αέριο ηλεκτρονίων».

Η παρουσία ενός αρνητικά φορτισμένου ηλεκτρονίου μεταξύ δύο κατιόντων αναγκάζει κάθε κατιόν να αλληλεπιδράσει με αυτό το ηλεκτρόνιο.

Ετσι, Μεταλλικός δεσμός είναι ο δεσμός μεταξύ θετικών ιόντων σε μεταλλικούς κρυστάλλους που συμβαίνει μέσω της έλξης ηλεκτρονίων που κινούνται ελεύθερα σε όλο τον κρύσταλλο.

Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια σθένους σε ένα μέταλλο είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα σε όλο τον κρύσταλλο, ένας μεταλλικός δεσμός, όπως ένας ιονικός δεσμός, είναι ένας μη κατευθυντικός δεσμός. Σε αντίθεση με έναν ομοιοπολικό δεσμό, ένας μεταλλικός δεσμός είναι ένας ακόρεστος δεσμός. Ένας μεταλλικός δεσμός διαφέρει επίσης σε ισχύ από έναν ομοιοπολικό δεσμό. Η ενέργεια ενός μεταλλικού δεσμού είναι περίπου τρεις έως τέσσερις φορές μικρότερη από την ενέργεια ενός ομοιοπολικού δεσμού.

Λόγω της υψηλής κινητικότητας του αερίου ηλεκτρονίων, τα μέταλλα χαρακτηρίζονται από υψηλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα.

Ο μεταλλικός κρύσταλλος φαίνεται αρκετά απλός, αλλά στην πραγματικότητα η ηλεκτρονική του δομή είναι πιο περίπλοκη από αυτή των κρυστάλλων ιοντικού άλατος. Δεν υπάρχουν αρκετά ηλεκτρόνια στο εξωτερικό κέλυφος ηλεκτρονίων των μεταλλικών στοιχείων για να σχηματίσουν έναν πλήρη ομοιοπολικό ή ιοντικό δεσμό «οκτάδας». Επομένως, σε αέρια κατάστασηΤα περισσότερα μέταλλα αποτελούνται από μονοατομικά μόρια (δηλαδή μεμονωμένα άτομα που δεν συνδέονται μεταξύ τους). Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι ατμοί υδραργύρου. Έτσι, ο μεταλλικός δεσμός μεταξύ των ατόμων μετάλλου εμφανίζεται μόνο στην υγρή και στη στερεή κατάσταση συσσωμάτωσης.

Ένας μεταλλικός δεσμός μπορεί να περιγραφεί ως εξής: μερικά από τα άτομα μετάλλου στον προκύπτοντα κρύσταλλο δίνουν τα ηλεκτρόνια σθένους τους στο χώρο μεταξύ των ατόμων (για το νάτριο αυτό είναι...3s1), μετατρέπονται σε ιόντα. Δεδομένου ότι όλα τα άτομα μετάλλου σε έναν κρύσταλλο είναι τα ίδια, το καθένα έχει ίσες πιθανότητες να χάσει ένα ηλεκτρόνιο σθένους.

Με άλλα λόγια, η μεταφορά ηλεκτρονίων μεταξύ ουδέτερου και ιονισμένου μετάλλου ατόμων γίνεται χωρίς κατανάλωση ενέργειας. Σε αυτή την περίπτωση, ορισμένα ηλεκτρόνια καταλήγουν πάντα στο χώρο μεταξύ των ατόμων με τη μορφή «αερίου ηλεκτρονίων».

Αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, πρώτον, συγκρατούν τα άτομα μετάλλου σε μια ορισμένη απόσταση ισορροπίας το ένα από το άλλο.

Δεύτερον, δίνουν στα μέταλλα μια χαρακτηριστική «μεταλλική λάμψη» (τα ελεύθερα ηλεκτρόνια μπορούν να αλληλεπιδράσουν με κβάντα φωτός).

Τρίτον, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια παρέχουν στα μέταλλα καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα των μετάλλων εξηγείται επίσης από την παρουσία ελεύθερων ηλεκτρονίων στον διατομικό χώρο - «ανταποκρίνονται» εύκολα στις αλλαγές της ενέργειας και συμβάλλουν στην ταχεία μεταφορά της στον κρύσταλλο.

Ένα απλοποιημένο μοντέλο της ηλεκτρονικής δομής ενός μεταλλικού κρυστάλλου.

******** Χρησιμοποιώντας το μεταλλικό νάτριο ως παράδειγμα, ας εξετάσουμε τη φύση του μεταλλικού δεσμού από την άποψη των ιδεών για τα ατομικά τροχιακά. Το άτομο νατρίου, όπως και πολλά άλλα μέταλλα, έχει έλλειψη ηλεκτρονίων σθένους, αλλά υπάρχουν τροχιακά ελεύθερου σθένους. Το μόνο ηλεκτρόνιο νατρίου των 3 δευτερολέπτων είναι ικανό να κινηθεί σε οποιοδήποτε από τα ελεύθερα και κοντινά σε ενέργεια γειτονικά τροχιακά. Καθώς τα άτομα σε έναν κρύσταλλο έρχονται πιο κοντά μεταξύ τους, τα εξωτερικά τροχιακά των γειτονικών ατόμων επικαλύπτονται, επιτρέποντας στα ηλεκτρόνια να κινούνται ελεύθερα σε όλο τον κρύσταλλο.

Ωστόσο, το «αέριο ηλεκτρονίων» δεν είναι τόσο άτακτο όσο μπορεί να φαίνεται. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια σε έναν μεταλλικό κρύσταλλο βρίσκονται σε επικαλυπτόμενα τροχιακά και σε κάποιο βαθμό μοιράζονται, σχηματίζοντας κάτι σαν ομοιοπολικούς δεσμούς. Το νάτριο, το κάλιο, το ρουβίδιο και άλλα μεταλλικά στοιχεία-s έχουν απλώς λίγα κοινά ηλεκτρόνια, επομένως οι κρύσταλλοι τους είναι εύθραυστοι και εύτηκτοι. Καθώς ο αριθμός των ηλεκτρονίων σθένους αυξάνεται, η αντοχή των μετάλλων γενικά αυξάνεται.

Έτσι, οι μεταλλικοί δεσμοί τείνουν να σχηματίζονται από στοιχεία των οποίων τα άτομα έχουν λίγα ηλεκτρόνια σθένους στο εξωτερικό τους περίβλημα. Αυτά τα ηλεκτρόνια σθένους, που πραγματοποιούν τον μεταλλικό δεσμό, μοιράζονται τόσο πολύ που μπορούν να κινηθούν σε όλο τον μεταλλικό κρύσταλλο και να παρέχουν υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα του μετάλλου.

Ένας κρύσταλλος NaCl δεν άγει ηλεκτρισμό επειδή δεν υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια στο χώρο μεταξύ των ιόντων. Όλα τα ηλεκτρόνια που δωρίζονται από άτομα νατρίου συγκρατούνται σταθερά από ιόντα χλωρίου. Αυτή είναι μια από τις σημαντικές διαφορές μεταξύ των ιοντικών κρυστάλλων και των μεταλλικών κρυστάλλων.

Αυτό που γνωρίζετε τώρα για τη μεταλλική συγκόλληση εξηγεί την υψηλή ελαττότητα (ολκιμότητα) των περισσότερων μετάλλων. Το μέταλλο μπορεί να ισοπεδωθεί σε ένα λεπτό φύλλο και να συρθεί σε σύρμα. Το γεγονός είναι ότι μεμονωμένα στρώματα ατόμων σε έναν μεταλλικό κρύσταλλο μπορούν να γλιστρήσουν το ένα στο άλλο σχετικά εύκολα: το κινητό «αέριο ηλεκτρονίων» μαλακώνει συνεχώς την κίνηση των μεμονωμένων θετικών ιόντων, προστατεύοντάς τα το ένα από το άλλο.

Φυσικά, τίποτα τέτοιο δεν μπορεί να γίνει με το επιτραπέζιο αλάτι, αν και το αλάτι είναι επίσης μια κρυσταλλική ουσία. Στους ιοντικούς κρυστάλλους, τα ηλεκτρόνια σθένους είναι στενά συνδεδεμένα με τον πυρήνα του ατόμου. Η μετατόπιση ενός στρώματος ιόντων σε σχέση με ένα άλλο φέρνει ιόντα του ίδιου φορτίου πιο κοντά μεταξύ τους και προκαλεί ισχυρή απώθηση μεταξύ τους, με αποτέλεσμα την καταστροφή του κρυστάλλου (το NaCl είναι μια εύθραυστη ουσία).

Η μετατόπιση των στρωμάτων ενός ιοντικού κρυστάλλου προκαλεί την εμφάνιση μεγάλων απωστικών δυνάμεων μεταξύ όμοιων ιόντων και την καταστροφή του κρυστάλλου.

Πλοήγηση

• Επίλυση συνδυασμένων προβλημάτων με βάση τα ποσοτικά χαρακτηριστικά μιας ουσίας
• Επίλυση προβλημάτων. Ο νόμος της σταθερότητας της σύνθεσης των ουσιών. Υπολογισμοί χρησιμοποιώντας τις έννοιες «μοριακή μάζα» και «χημική ποσότητα» μιας ουσίας

Ένας μεταλλικός δεσμός είναι ένας δεσμός που σχηματίζεται μεταξύ ατόμων υπό συνθήκες ισχυρής μετεγκατάστασης (κατανομή ηλεκτρονίων σθένους σε πολλούς χημικούς δεσμούς σε μια ένωση) και έλλειψη ηλεκτρονίων στο άτομο (κρύσταλλος). Είναι ακόρεστο και χωρικά μη κατευθυντικό.

Η μετατόπιση των ηλεκτρονίων σθένους στα μέταλλα είναι συνέπεια της πολυκεντρικής φύσης του μεταλλικού δεσμού. Η πολυκεντρική φύση του μεταλλικού δεσμού εξασφαλίζει υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και θερμική αγωγιμότητα των μετάλλων.

Διαβρεκτό καθορίζεται από τον αριθμό των τροχιακών σθένους που εμπλέκονται στο σχηματισμό μιας χημικής ουσίας. διαβιβάσεις. Ποσοτικό χαρακτηριστικό – σθένος. Σθένος είναι ο αριθμός των δεσμών που μπορεί να σχηματίσει ένα άτομο με άλλα. - καθορίζεται από τον αριθμό των τροχιακών σθένους που εμπλέκονται στο σχηματισμό δεσμών σύμφωνα με τους μηχανισμούς ανταλλαγής και δότη-δέκτη.

Εστία – η σύνδεση σχηματίζεται προς την κατεύθυνση της μέγιστης επικάλυψης των νεφών ηλεκτρονίων. - καθορίζει τη χημική και κρυσταλλική χημική δομή μιας ουσίας (πώς συνδέονται τα άτομα σε ένα κρυσταλλικό πλέγμα).

Όταν σχηματίζεται ομοιοπολικός δεσμός, η πυκνότητα ηλεκτρονίων συγκεντρώνεται μεταξύ των αλληλεπιδρώντων ατόμων (σχέδιο από σημειωματάριο). Στην περίπτωση ενός μεταλλικού δεσμού, η πυκνότητα των ηλεκτρονίων μετατοπίζεται σε όλο τον κρύσταλλο. (σχέδιο από σημειωματάριο)

(παράδειγμα από σημειωματάριο)

Λόγω της ακόρεστης και μη κατευθυντικής φύσης του μεταλλικού δεσμού, τα μεταλλικά σώματα (κρύσταλλοι) είναι εξαιρετικά συμμετρικά και πολύ συντονισμένα. Η συντριπτική πλειοψηφία των μεταλλικών κρυσταλλικών δομών αντιστοιχεί σε 3 τύπους ατομικών συσκευασιών σε κρυστάλλους:

1. GCC– κοκκοκεντρική κυβική κλειστή δομή. Πυκνότητα συσκευασίας – 74,05%, αριθμός συντονισμού = 12.

2. GPU– εξαγωνική κλειστή δομή, πυκνότητα συσκευασίας = 74,05%, κ.χ. = 12.

3. BCC– ο όγκος είναι κεντραρισμένος, πυκνότητα συσκευασίας = 68,1%, κ.χ. = 8.

Ένας μεταλλικός δεσμός δεν αποκλείει κάποιο βαθμό ομοιοπολικότητας. Η μεταλλική συγκόλληση στην καθαρή της μορφή είναι χαρακτηριστική μόνο των μετάλλων αλκαλίων και αλκαλικών γαιών.

Ένας καθαρός μεταλλικός δεσμός χαρακτηρίζεται από ενέργεια της τάξης των 100/150/200 kJ/mol, 4 φορές ασθενέστερη από έναν ομοιοπολικό δεσμό.

36. Χλώριο και οι ιδιότητές του. В=1(III, IV, V και VII) κατάσταση οξείδωσης=7, 6, 5, 4, 3, 1, −1

κιτρινοπράσινο αέριο με έντονη ερεθιστική οσμή. Το χλώριο εμφανίζεται στη φύση μόνο με τη μορφή ενώσεων. Στη φύση με τη μορφή χλωριούχου καλίου, μαγνησίου, νιτρίου, που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της εξάτμισης πρώην θαλασσών και λιμνών. Απόδειξη.προμ:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2, με ηλεκτρόλυση υδάτων χλωριδίων Me.\2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+8H2O+5Cl2/Χημικά, το χλώριο είναι πολύ ενεργό, συνδυάζεται άμεσα με σχεδόν όλα τα Me, και με μέταλλα (εκτός από άνθρακα, άζωτο, οξυγόνο, αδρανή αέρια), αντικαθιστά το υδρογόνο στους υδρογονάνθρακες και ενώνει ακόρεστες ενώσεις, εκτοπίζει το βρώμιο και το ιώδιο από τις ενώσεις τους. Ο φώσφορος αναφλέγεται σε ατμόσφαιρα χλωρίου PCl3 και με περαιτέρω χλωρίωση - PCl5. θείο με χλώριο = S2Сl2, SСl2 και άλλα SnClm. Ένα μείγμα χλωρίου και υδρογόνου καίγεται Με το οξυγόνο, το χλώριο σχηματίζει οξείδια: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7, Cl2O8, καθώς και υποχλωριώτες (άλατα υποχλωριώδους οξέος), χλωρίτες, χλωριούχα και υπερχλωρικά. Ολοι ενώσεις οξυγόνουτο χλώριο σχηματίζει εκρηκτικά μείγματα με ουσίες που οξειδώνονται εύκολα. Τα οξείδια του χλωρίου είναι ασταθή και μπορούν να εκραγούν αυθόρμητα τα χλωρικά άλατα και τα υπερχλωρικά άλατα μπορούν να εκραγούν κατά την αποθήκευση. σε νερό - υποχλωριώδες και αλμυρό: Cl2 + H2O = HClO + HCl. Όταν τα υδατικά διαλύματα αλκαλίων χλωριώνονται στο κρύο, σχηματίζονται υποχλωριώδες και χλωριούχα: 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O και όταν θερμαίνονται σχηματίζονται χλωρικά. Όταν η αμμωνία αντιδρά με το χλώριο, σχηματίζεται τριχλωριούχο άζωτο. ενώσεις διαλογόνων με άλλα αλογόνα. Τα φθορίδια ClF, ClF3, ClF5 είναι πολύ αντιδραστικά. για παράδειγμα, σε ατμόσφαιρα ClF3, ο υαλοβάμβακας αναφλέγεται αυθόρμητα. Γνωστές ενώσεις του χλωρίου με το οξυγόνο και το φθόριο είναι τα οξυφθοριούχα χλωριούχα: ClO3F, ClO2F3, ClOF, ClOF3 και το υπερχλωρικό φθόριο FClO4. Εφαρμογή:παραγωγή χημικών ενώσεων, καθαρισμός νερού, σύνθεση τροφίμων, φαρμακοβιομηχανία-βακτηριοκτόνο, αντισηπτικό, λεύκανση χαρτιών, υφασμάτων, πυροτεχνικών ειδών, σπίρτων, καταστρέφει τα ζιζάνια στη γεωργία.

Βιολογικός ρόλος: βιογενές, συστατικό φυτικών και ζωικών ιστών. 100g βασικό ωσμωτικά δραστική ουσίαπλάσμα αίματος, λέμφος, εγκεφαλονωτιαίο υγρό και ορισμένοι ιστοί Ημερήσια απαίτηση σε χλωριούχο νάτριο = 6-9 g - ψωμί, κρέας και γαλακτοκομικά προϊόντα. Παίζει ρόλο στον μεταβολισμό νερού-αλατιού, προάγοντας την κατακράτηση νερού στους ιστούς. Η ρύθμιση της οξεοβασικής ισορροπίας στους ιστούς πραγματοποιείται μαζί με άλλες διεργασίες αλλάζοντας την κατανομή του χλωρίου μεταξύ του αίματος και των άλλων ιστών. Το χλώριο έχει θετική επίδραση στην απορρόφηση του οξυγόνου από τις ρίζες, συστατικό του χυμού σιδήρου.

37. Υδρογόνο, Β = 1 οξείδιο Το ιόν υδρογόνου στερείται εντελώς ηλεκτρονιακών φλοιών και μπορεί να πλησιάσει πολύ κοντινές αποστάσεις και να διεισδύσει σε φλοιούς ηλεκτρονίων.

Το πιο κοινό στοιχείο στο Σύμπαν. Αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του Ήλιου, των αστεριών και άλλων κοσμικών σωμάτων Σε ελεύθερη κατάσταση στη Γη, βρίσκεται σχετικά σπάνια - βρίσκεται στο πετρέλαιο και τα εύφλεκτα αέρια, που υπάρχουν με τη μορφή εγκλεισμάτων σε ορισμένα ορυκτά και τα περισσότερα από αυτά. το στο νερό. Παραλαβή: 1. Εργαστήριο Zn+2HCl=ZnCl2+H2; 2.Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3 +2H2; 3. Al+NaOH+H2O=Na(AlOH)4 +H2. 4. Στη βιομηχανία: μετατροπή, ηλεκτρόλυση: СH4+H2O=CO+3H2\CO+H2O=CO+ H2/Him St.Στο αρ.:H 2 +F 2 =2HF. Όταν ακτινοβολούνται, φωτίζονται, καταλύτες: H 2 + O 2 , S, N, P = H 2 O, H 2 S, NH 3 , Ca + H2 = CaH2\F2 + H2 = 2HF\N2 + 3H2 → 2NH3\Cl2 + H2 → 2HCl, 2NO+2H2=N2+2H2O,CuO+H2=Cu+H2O,CO+H2=CH3OH. Το υδρογόνο σχηματίζει υδρίδια: ιοντικά, ομοιοπολικά και μεταλλικά. Προς ιοντικό –NaH -&,CaH2 -& +H2O=Ca(OH) 2;NaH+H2O=NaOH+H2. Ομοιοπολικό –B 2 H 6 , AlH 3 , SiH 4 . Μέταλλο – με d-στοιχεία; μεταβλητή σύνθεση: MeH ≤1, MeH ≤2 – εισάγονται στα κενά μεταξύ των ατόμων. WATER.sp3-υβριδικό εξαιρετικά πολικό μόριο υπό γωνία 104,5 , δίπολα, ο πιο συνηθισμένος διαλύτης Το νερό αντιδρά σε θερμοκρασία δωματίου με ενεργά αλογόνα (F, Cl) και ενώσεις διαλογόνων με άλατα, ασθενείς μορφές και ασθενείς βάσεις, προκαλώντας την πλήρη υδρόλυση τους. με ανθρακικούς και ανόργανους ανυδρίτες και αλογονίδια οξέων. οξύ; με ενεργές ενώσεις οργάνων μετάλλων. με καρβίδια, νιτρίδια, φωσφίδια, πυριτικά, υδρίδια του ενεργού Me. με πολλά άλατα, που σχηματίζουν ένυδρα με βοράνια, σιλάνια με κετίνες, διοξείδιο του άνθρακα. Το νερό αντιδρά όταν θερμαίνεται: με Fe, Mg, άνθρακα, μεθάνιο με μερικά αλκυλαλογονίδια. Εφαρμογή: υδρογόνο -σύνθεση αμμωνίας, μεθανόλης, υδροχλωρίου, λίπους TV, φλόγας υδρογόνου - για συγκόλληση, τήξη, στη μεταλλουργία για την αναγωγή του Me από οξείδιο, καύσιμο για ρουκέτες, στο φαρμακείο - νερό, υπεροξείδιο-αντισηπτικό, βακτηριοκτόνο, πλύσιμο, λεύκανση μαλλιών , στείρωση.

Βιολογικός ρόλος: υδρογόνο-7kg, Η κύρια λειτουργία του υδρογόνου είναι η δόμηση του βιολογικού χώρου (δεσμοί νερού και υδρογόνου) και ο σχηματισμός μιας ποικιλίας οργανικών μορίων (περιλαμβάνονται στη δομή πρωτεϊνών, υδατανθράκων, λιπών, ενζύμων) Χάρη στους δεσμούς υδρογόνου,

αντιγραφή ενός μορίου DNA. Το νερό συμμετέχει σε μια τεράστια

αριθμός βιοχημικών αντιδράσεων, σε όλες τις φυσιολογικές και βιολογικές

διεργασίες, εξασφαλίζει το μεταβολισμό μεταξύ του σώματος και εξωτερικό περιβάλλον, μεταξύ

κύτταρα και μέσα στα κύτταρα. Το νερό είναι η δομική βάση των κυττάρων και είναι απαραίτητο για

διατηρώντας τον βέλτιστο όγκο τους, καθορίζει τη χωρική δομή και

λειτουργίες των βιομορίων.

Ένας μεταλλικός δεσμός εμφανίζεται μεταξύ ατόμων μετάλλου.

Τα ηλεκτρόνια σθένους συμμετέχουν στο σχηματισμό δεσμών με 8 ή 12 άτομα ταυτόχρονα (σύμφωνα με τον αριθμό συντονισμού των ατόμων μετάλλου). Υπό αυτές τις συνθήκες, τα ηλεκτρόνια σθένους με χαμηλή ενέργεια ιονισμού κινούνται μέσα από τα διαθέσιμα τροχιακά όλων των γειτονικών ατόμων, παρέχοντας επικοινωνία μεταξύ τους.

Μεταλλική σύνδεση χαρακτηρίζεται από ασθενή αλληλεπίδραση κοινών ηλεκτρονίων με τους πυρήνες των συνδεδεμένων ατόμων και πλήρη αποτοπισμό αυτών των ηλεκτρονίων μεταξύ όλων των ατόμων στον κρύσταλλο, γεγονός που εξασφαλίζει τη σταθερότητα αυτού του δεσμού.

Σχέδιο σχηματισμού μεταλλικών δεσμών (Μ – μέταλλο):

М 0 – ne М n +

Τα μέταλλα έχουν ένα ειδικό κρυσταλλικό πλέγμα, στους κόμβους του οποίου υπάρχουν τόσο ουδέτερα όσο και θετικά φορτισμένα άτομα μετάλλου, μεταξύ των οποίων τα κοινωνικοποιημένα ηλεκτρόνια («αέριο ηλεκτρονίων») κινούνται ελεύθερα (εντός του κρυστάλλου). Η κίνηση των κοινών ηλεκτρονίων στα μέταλλα πραγματοποιείται κατά μήκος ενός συνόλου μοριακά τροχιακά, που προέκυψε λόγω της σύντηξης μεγάλου αριθμού ελεύθερων τροχιακών των ατόμων που συνδέονται και καλύπτουν πολλούς ατομικούς πυρήνες.

Στην περίπτωση ενός μεταλλικού δεσμού, είναι αδύνατο να μιλήσουμε για την κατευθυντικότητά του, καθώς τα κοινά ηλεκτρόνια αποτοπίζονται ομοιόμορφα σε όλο τον κρύσταλλο. Τα δομικά χαρακτηριστικά των μετάλλων καθορίζουν τα χαρακτηριστικά τουςφυσικές ιδιότητες

: σκληρότητα, ελατότητα, υψηλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, καθώς και ειδική μεταλλική λάμψη. Η μεταλλική συγκόλληση είναι χαρακτηριστική των μετάλλων όχι μόνοστερεά κατάσταση

, αλλά και στο υγρό, δηλαδή, αυτή είναι μια ιδιότητα συσσωματωμάτων ατόμων που βρίσκονται σε κοντινή απόσταση μεταξύ τους. Στην αέρια κατάσταση, τα άτομα μετάλλου συνδέονται μεταξύ τους με έναν ή περισσότερους ομοιοπολικούς δεσμούς σε μόρια, για παράδειγμα Li 2 (Li–Li), Be 2 (Be=Be), Al 4 - κάθε άτομο αλουμινίου συνδέεται με τρία άλλα για να σχηματίσει μια τετραεδρική δομή:

4. Δεσμός υδρογόνου

Ως αποτέλεσμα αυτής της κατανομής της πυκνότητας ηλεκτρονίων, το μόριο υδροφθορίου αντιπροσωπεύει ένα δίπολο, ο θετικός πόλος του οποίου είναι το άτομο υδρογόνου. Λόγω του γεγονότος ότι το ζεύγος ηλεκτρονίων σύνδεσης μετατοπίζεται προς το άτομο φθορίου, απελευθερώνεται μερικώς 1 μικρό-το τροχιακό του ατόμου του υδρογόνου και ο πυρήνας του είναι μερικώς εκτεθειμένο. Σε οποιοδήποτε άλλο άτομο, το θετικό φορτίο του πυρήνα μετά την απομάκρυνση των ηλεκτρονίων σθένους καλύπτεται από εσωτερικά κελύφη ηλεκτρονίων, τα οποία εξασφαλίζουν την απώθηση των φλοιών ηλεκτρονίων άλλων ατόμων. Το άτομο υδρογόνου δεν έχει τέτοια κελύφη ο πυρήνας του είναι ένα πολύ μικρό (υποατομικό) θετικά φορτισμένο σωματίδιο - ένα πρωτόνιο (η διάμετρος ενός πρωτονίου είναι περίπου 10 5 φορές μικρότερη από τις διαμέτρους των ατόμων και, λόγω της έλλειψης ηλεκτρονίων. , έλκεται από το κέλυφος ηλεκτρονίων άλλων ηλεκτρικά ουδέτερων ή αρνητικά φορτισμένων ατόμων).

Ενταση ηλεκτρικό πεδίοκοντά σε ένα μερικώς «εκτεθειμένο» άτομο υδρογόνου είναι τόσο μεγάλο που μπορεί να προσελκύσει ενεργά τον αρνητικό πόλο ενός γειτονικού μορίου. μικρό- Δεδομένου ότι αυτός ο πόλος είναι ένα άτομο φθορίου, το οποίο έχει τρία μη δεσμευτικά ζεύγη ηλεκτρονίων, και

Εάν το τροχιακό ενός ατόμου υδρογόνου είναι μερικώς κενό, τότε εμφανίζεται μια αλληλεπίδραση δότη-δέκτη μεταξύ του θετικά πολωμένου ατόμου υδρογόνου ενός μορίου και του αρνητικά πολωμένου ατόμου φθορίου ενός γειτονικού μορίου. Έτσι, ως αποτέλεσμα κοινών ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων και αλληλεπιδράσεων δότη-δέκτη, προκύπτει ένας επιπλέον δεύτερος δεσμός με τη συμμετοχή ενός ατόμου υδρογόνου. Αυτό είναι

δεσμός υδρογόνου,

…H–F H–F…

Διαφέρει από το ομοιοπολικό σε ενέργεια και μήκος. Ένας δεσμός υδρογόνου είναι μακρύτερος και λιγότερο ισχυρός από έναν ομοιοπολικό δεσμό. Η ενέργεια ενός δεσμού υδρογόνου είναι 8–40 kJ/mol και αυτή ενός ομοιοπολικού δεσμού είναι 80–400 kJ/mol. Στο στερεό υδροφθόριο, το μήκος του ομοιοπολικού δεσμού H–F είναι 95 pm και το μήκος του δεσμού υδρογόνου FH είναι 156 pm. Χάρη στον δεσμό υδρογόνου μεταξύ των μορίων HF, οι κρύσταλλοι στερεού υδροφθορίου αποτελούνται από ατελείωτες επίπεδες αλυσίδες ζιγκ-ζαγκ, καθώς το σύστημα τριών ατόμων που σχηματίζεται λόγω του δεσμού υδρογόνου είναι, κατά κανόνα, γραμμικό.

Οι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μορίων HF διατηρούνται εν μέρει σε υγρό και ακόμη και αέριο υδροφθόριο.

Η ενέργεια και το μήκος ενός δεσμού υδρογόνου καθορίζονται από τη διπολική ροπή του δεσμού Η–Χ και το μέγεθος του ατόμου Υ Το μήκος του δεσμού υδρογόνου μειώνεται και η ενέργειά του αυξάνεται με την αύξηση της διαφοράς στην ηλεκτραρνητικότητα του Χ και. Άτομα Υ (και, κατά συνέπεια, η διπολική ροπή του δεσμού Η–Χ) και με φθίνον μέγεθος του ατόμου Υ .

Δεσμοί υδρογόνου σχηματίζονται επίσης μεταξύ μορίων που έχουν δεσμούς Ο–Η (για παράδειγμα, νερό H 2 O, υπερχλωρικό οξύ HClO 4, νιτρικό οξύ HNO 3, καρβοξυλικά οξέα RCOOH, φαινόλη C 6 H 5 OH, αλκοόλες ROH) και N-H (για παράδειγμα, αμμωνία NH 3, θειοκυανικό οξύ HNCS, οργανικά αμίδια RCONH 2 και αμίνες RNH 2 και R 2 NH).

Οι ουσίες των οποίων τα μόρια συνδέονται με δεσμούς υδρογόνου διαφέρουν ως προς τις ιδιότητές τους από ουσίες που έχουν παρόμοια μοριακή δομή αλλά δεν σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου. Τα σημεία τήξης και βρασμού των υδριδίων των στοιχείων της ομάδας IVA, στα οποία δεν υπάρχουν δεσμοί υδρογόνου, μειώνονται σταδιακά με τη μείωση του αριθμού περιόδου (Εικ. 15) για τα υδρίδια των στοιχείων των ομάδων VA-VIIA, παρατηρείται παραβίαση αυτής της εξάρτησης. Τρεις ουσίες των οποίων τα μόρια συνδέονται με δεσμούς υδρογόνου (αμμωνία NH 3, νερό H 2 O και υδροφθόριο HF) έχουν πολύ περισσότεραυψηλές θερμοκρασίες

τήξη και βρασμό από τα ανάλογα τους (Εικ. 15). Επιπλέον, αυτές οι ουσίες έχουν μεγαλύτερα εύρη θερμοκρασίας ύπαρξης στην υγρή κατάσταση, υψηλότερες θερμότητες σύντηξης και εξάτμισης.

Ο δεσμός υδρογόνου παίζει σημαντικό ρόλο στις διαδικασίες διάλυσης και κρυστάλλωσης ουσιών, καθώς και στον σχηματισμό κρυσταλλικών ένυδρων. Δεσμοί υδρογόνου μπορούν να σχηματιστούν όχι μόνο μεταξύ μορίων , (διαμοριακός δεσμός υδρογόνου, IBC) όπως συμβαίνει στα παραδείγματα που συζητήθηκαν παραπάνω, αλλά και μεταξύ ατόμων του ίδιου μορίου . (ενδομοριακός δεσμός υδρογόνου, HB)

Για παράδειγμα, λόγω των ενδομοριακών δεσμών υδρογόνου μεταξύ των ατόμων υδρογόνου των αμινομάδων και των ατόμων οξυγόνου των καρβονυλικών ομάδων, οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες που σχηματίζουν μόρια πρωτεΐνης έχουν σπειροειδές σχήμα.

Οι δεσμοί υδρογόνου παίζουν τεράστιο ρόλο στις διαδικασίες αναδιπλασιασμού και βιοσύνθεσης πρωτεϊνών.

Οι δύο κλώνοι της διπλής έλικας του DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ) συγκρατούνται μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου. Κατά τη διαδικασία της επανάληψης, αυτές οι συνδέσεις διακόπτονται. Κατά τη μεταγραφή, η σύνθεση του RNA (ριβονουκλεϊκού οξέος) χρησιμοποιώντας το DNA ως πρότυπο συμβαίνει επίσης λόγω του σχηματισμού δεσμών υδρογόνου. Και οι δύο διαδικασίες είναι δυνατές επειδή οι δεσμοί υδρογόνου σχηματίζονται εύκολα και σπάνε εύκολα. Ρύζι. 15. Σημεία τήξης (ΕΝΑ ) και βράζει () σι

υδρίδια στοιχείων των ομάδων IVA-VIIA.

Μεταλλική σύνδεση. Ιδιότητες μεταλλικού δεσμού.

Ένας μεταλλικός δεσμός είναι ένας χημικός δεσμός που προκαλείται από την παρουσία σχετικά ελεύθερων ηλεκτρονίων. Χαρακτηριστικό τόσο των καθαρών μετάλλων όσο και των κραμάτων και των διαμεταλλικών ενώσεων τους.

Μηχανισμός μεταλλικού συνδέσμου

Τα θετικά μεταλλικά ιόντα βρίσκονται σε όλους τους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος. Ανάμεσά τους, τα ηλεκτρόνια σθένους κινούνται τυχαία, όπως τα μόρια αερίου, που αποσπώνται από τα άτομα κατά το σχηματισμό ιόντων. Αυτά τα ηλεκτρόνια λειτουργούν ως τσιμέντο, συγκρατώντας τα θετικά ιόντα μαζί. Διαφορετικά, το πλέγμα θα αποσυντεθεί υπό την επίδραση απωστικών δυνάμεων μεταξύ των ιόντων. Ταυτόχρονα, τα ηλεκτρόνια συγκρατούνται από ιόντα μέσα στο κρυσταλλικό πλέγμα και δεν μπορούν να το αφήσουν. Οι δυνάμεις σύζευξης δεν είναι εντοπισμένες ή κατευθυνόμενες. Για το λόγο αυτό, στις περισσότερες περιπτώσεις εμφανίζονται υψηλοί αριθμοί συντονισμού (για παράδειγμα, 12 ή 8). Όταν δύο άτομα μετάλλου έρχονται κοντά μεταξύ τους, τα τροχιακά στο εξωτερικό τους κέλυφος επικαλύπτονται για να σχηματίσουν μοριακά τροχιακά. Εάν πλησιάσει ένα τρίτο άτομο, το τροχιακό του επικαλύπτεται με τα τροχιακά των δύο πρώτων ατόμων, με αποτέλεσμα ένα άλλο μοριακό τροχιακό. Όταν υπάρχουν πολλά άτομα, προκύπτει ένας τεράστιος αριθμός τρισδιάστατων μοριακών τροχιακών, που εκτείνονται προς όλες τις κατευθύνσεις. Λόγω των πολλαπλών επικαλυπτόμενων τροχιακών, τα ηλεκτρόνια σθένους κάθε ατόμου επηρεάζονται από πολλά άτομα.

Χαρακτηριστικά κρυσταλλικά πλέγματα

Τα περισσότερα μέταλλα σχηματίζουν ένα από τα ακόλουθα εξαιρετικά συμμετρικά πλέγματα με στενή συσσώρευση ατόμων: κυβικό με κέντρο το σώμα, κυβικό με επίκεντρο το πρόσωπο και εξαγωνικό.

Σε ένα επικεντρωμένο κυβικό (fcc) πλέγμα, τα άτομα βρίσκονται στις κορυφές του κύβου και στο κέντρο κάθε όψης. Τα μέταλλα αυτού του τύπου έχουν πλέγμα: α-Ca, Ce, α-Sr, Pb, Ni, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, γ-Fe, Cu, α-Co κ.λπ.

Σε ένα εξαγωνικό πλέγμα, τα άτομα βρίσκονται στις κορυφές και στο κέντρο των εξαγωνικών βάσεων του πρίσματος και τρία άτομα βρίσκονται στο μεσαίο επίπεδο του πρίσματος. Τα μέταλλα έχουν αυτή τη συσσώρευση ατόμων: Mg, α-Ti, Cd, Re, Os, Ru, Zn, β-Co, Be, β-Ca κ.λπ.

Άλλα ακίνητα

Τα ελεύθερα κινούμενα ηλεκτρόνια προκαλούν υψηλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα. Οι ουσίες που έχουν μεταλλικό δεσμό συχνά συνδυάζουν αντοχή με πλαστικότητα, καθώς όταν τα άτομα μετατοπίζονται μεταξύ τους, οι δεσμοί δεν σπάνε. Μια άλλη σημαντική ιδιότητα είναι η μεταλλική αρωματικότητα.

Τα μέταλλα μεταφέρουν καλά τη θερμότητα και τον ηλεκτρισμό, είναι αρκετά ισχυρά και μπορούν να παραμορφωθούν χωρίς καταστροφή. Μερικά μέταλλα είναι ελατά (μπορούν να σφυρηλατηθούν), μερικά είναι ελατά (μπορείτε να τραβήξετε σύρμα από αυτά). Αυτές οι μοναδικές ιδιότητες εξηγούνται από έναν ειδικό τύπο χημικού δεσμού που συνδέει τα άτομα μετάλλου μεταξύ τους - έναν μεταλλικό δεσμό.

Τα μέταλλα σε στερεά κατάσταση υπάρχουν με τη μορφή κρυστάλλων θετικών ιόντων, σαν να «επιπλέουν» σε μια θάλασσα ηλεκτρονίων που κινούνται ελεύθερα μεταξύ τους.

Ο μεταλλικός δεσμός εξηγεί τις ιδιότητες των μετάλλων, ιδιαίτερα την αντοχή τους. Υπό την επίδραση μιας δύναμης παραμόρφωσης, ένα μεταλλικό πλέγμα μπορεί να αλλάξει το σχήμα του χωρίς να ραγίσει, σε αντίθεση με τους ιοντικούς κρυστάλλους.

Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα των μετάλλων εξηγείται από το γεγονός ότι εάν ένα κομμάτι μετάλλου θερμανθεί στη μία πλευρά, η κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων θα αυξηθεί. Αυτή η αύξηση της ενέργειας θα εξαπλωθεί στη «θάλασσα των ηλεκτρονίων» σε όλο το δείγμα με υψηλή ταχύτητα.

Η ηλεκτρική αγωγιμότητα των μετάλλων γίνεται επίσης σαφής. Εάν εφαρμοστεί μια διαφορά δυναμικού στα άκρα ενός μεταλλικού δείγματος, το νέφος των μετατοπισμένων ηλεκτρονίων θα μετατοπιστεί προς την κατεύθυνση του θετικού δυναμικού: αυτή η ροή ηλεκτρονίων που κινείται προς μία κατεύθυνση αντιπροσωπεύει το γνωστό ηλεκτρικό ρεύμα.

Μεταλλική σύνδεση. Ιδιότητες μεταλλικού δεσμού. - έννοια και τύποι. Ταξινόμηση και χαρακτηριστικά της κατηγορίας "Μεταλλικός δεσμός. Ιδιότητες μεταλλικού δεσμού." 2017, 2018.