Mecanismul de formare a metalului. Legătura metalică: mecanism de formare și exemple
După cum sa menționat deja la punctul 4.2.2.1, conexiune metalica- comunicare electronică nuclee atomice cu localizarea minimă a electronilor partajați atât pe nucleele individuale (spre deosebire de o legătură ionică), cât și pe legăturile individuale (spre deosebire de o legătură covalentă). Rezultatul este o legătură chimică multicentrică cu deficit de electroni, în care electronii împărtășiți (sub formă de „gaz de electroni”) asigură legarea la numărul maxim posibil de nuclei (cationi) care formează structura substanțelor metalice lichide sau solide. Prin urmare, legătura metalică în ansamblu este nedirecțională și saturată; caz limitativ de delocalizare a unei legături covalente. Să reamintim că în metalele pure legătura metalică apare în primul rând homonuclear, adică nu poate avea o componentă ionică. Ca rezultat, o imagine tipică a distribuției densității electronilor în metale este nucleele simetrice sferice (cationi) într-un gaz de electroni distribuit uniform (Fig. 5.10).
În consecință, structura finală a compușilor cu predominant tip metalic Legătura este determinată în primul rând de factorul steric și densitatea de împachetare în rețeaua cristalină a acestor cationi (numere mari de coordonare). Metoda BC nu poate interpreta legăturile metalice. Conform MMO, o legătură metalică se caracterizează printr-o deficiență de electroni în comparație cu o legătură covalentă. Aplicarea strictă a MMO la legăturile metalice și conexiunile duce la teoria benzilor(modelul electronic al unui metal), conform căruia în atomii incluși în rețeaua cristalină a unui metal are loc o interacțiune a electronilor de valență aproape liberi aflați în orbitele electronilor externe cu câmpul periodic (electric) al rețelei cristaline. Ca urmare, nivelurile de energie ale electronilor se divid și formează o bandă mai mult sau mai puțin largă. Conform statisticilor Fermi, cea mai mare bandă de energie este populată de electroni liberi până la umplerea completă, mai ales dacă termenii energetici ai unui atom individual corespund cu doi electroni cu spin antiparalel. Cu toate acestea, poate fi umplut parțial, ceea ce oferă electronilor posibilitatea de a se muta la niveluri mai mari de energie. Apoi
această zonă se numește zonă de conducere. Există mai multe tipuri principale poziție relativă benzi de energie corespunzătoare izolatorului, metalului monovalent, metalului divalent, semiconductorului intrinsec, semiconductorului de tip n și impurităților/semiconductorului de tip b. Raportul benzilor de energie determină și tipul de conductivitate a unui solid.
Cu toate acestea, această teorie nu permite caracterizarea cantitativă a diferiților compuși metalici și nu a condus la o soluție la problema originii structurilor cristaline reale ale fazelor metalice. Natura specifică a legăturilor chimice în metalele homonucleare, aliajele metalice și heterocompușii intermetalici este considerată de N.V. Ageev)
