Conexión metálica: o mecanismo de formación. Metal Chemical Communication:

Todos os elementos químicos actualmente coñecidas na táboa periódica divídense arbitrariamente en dous grupos: os metais e non metais. Para facer non só elementos e compostos, produtos químicos poden reaccionar entre si, deben existir en forma de compostos simples e complexos.

É por iso que algúns electróns están tentando adoptar, e os outros - para dar. Encher un ao outro para formar varios elementos e moléculas químicas. Pero o que lles permite ser realizada en conxunto? Por que hai tal cuestión de forza, para destruír que transcende incluso os instrumentos máis graves? E outros, en cambio, son destruídos polo menor impacto. Todo isto é debido á formación de varios tipos de enlaces químicos entre os átomos nas moléculas que forman a estrutura específica da rede cristalina.

Tipos de enlaces químicos en compostos

Total pode distinguir catro tipos principais de ligazóns químicas.

1. nonpolar covalente. Formado entre dous non-metais idénticos debido á posta en común de electróns, que forman pares de electróns comúns. Na educación, é atendido partículas Valencia desemparelhados. Exemplos: halóxenos, osíxeno, hidróxeno, nitróxeno, xofre, fósforo.
2. covalente polar. Formada entre dous elementos non metálicos ou diferentes entre moi feble nas propiedades do metal e metaloide débil en Electronegatividade. pares de electróns subxacentes e xerais e tirando-os para ela do átomo, cuxa afinidade riba de electróns. Exemplos: NH _{3, SIC,} P ₂ O ₅ e outro.
3. conexión de hidróxeno. O máis inestable e débil, está formada entre o átomo altamente electronegativo dunha molécula ea outra positiva. Isto ocorre con máis frecuencia cando disolto substancias en auga (alcohol, amoníaco e así por diante). Debido a unha tal conexión pode existir proteínas macromoleculares, ácidos nucleicos, carbohidratos complexos, e así por diante.
4. conexión iónica. Formouse, debido a forzas atractivas ións metálicos raznozaryazhennyh electrostáticas e non metais. Canto máis longa sexa a diferenza neste índice, máis pronunciada é a natureza iónica da interacción. Exemplos de compostos: sal binario composto complexo - alcalino.
5. conexión metálica, que o mecanismo de formación e as propiedades que serán discutidas máis adiante. Formada en metais, aliaxes deles de varios tipos.

Hai unha cousa como a unidade da conexión química. El só di que é imposible considerar cada benchmark de títulos. Son só o símbolo da unidade. Despois de todo, a base de todas as interaccións é un único principio - elektronnostaticheskoe interacción. Polo tanto, iónico, metálico, conexión covalente eo hidróxeno ten un único natureza química e son só casos límite para o outro.

Metais e as súas propiedades físicas

Os metais son encontrados na gran maioría de todos os elementos químicos. Isto é debido ás súas propiedades especiais. Unha parte significativa da cal foi obtido por unha persoa a través de reaccións nucleares no laboratorio, son radioactivos cunha vida media curta.

Con todo, a maioría - son elementos naturais que forman as rochas integrais e minerais, forman parte dos compostos máis importantes. É por mor destas persoas aprenderon a lanzar ligas e producir unha gran cantidade de produtos excelentes e importantes. Isto é, como cobre, ferro, aluminio, prata, ouro, cromo, manganeso, níquel, cinc, chumbo e outros.

Para todos os metais poden identificar propiedades físicas comúns que explica a formación do enlace metálico diagrama. Cales son esas características?

1. Maleabilidade e ductilidade. Sábese que moitos metais poden rodados abaixo ata o punto de folla (ouro, aluminio). Doutro recibir un arame, de metal follas flexibles, capaces artigos deformados por impacto físico, pero, a continuación, recuperar a partir da súa terminación. Estas son as calidades de metais e chámase maleabilidade e ductilidade. A razón para esta función - un tipo de enlace metal. Os ións e electróns no cristal deslizante relativamente uns ós outros sen romper, o que permite conservar a integridade de toda a estrutura.
2. brillo metálico. Isto tamén explica a conexión metálica, o mecanismo de formación das súas características e funcións. Así, non todas as partículas son capaces de absorber ou reflectir ondas de luz de lonxitude igual. Átomos a maioría dos metais e reflexionar de onda curta raios facer-se substancialmente uniforme de cor prateada, branco, pálido matiz azul. As excepcións son o cobre eo ouro, a súa cor é amarelo-avermellado e vermello, respectivamente. Son capaces de reflectir a radiación de longo lonxitude de onda.
3. Térmica e condutividade eléctrica. Estas propiedades tamén explicar a estrutura cristalina e en que a súa formación se realiza conexións de tipo metálico. Debido á "gas de electróns" movendo-se dentro do cristal, corrente eléctrica e calor rapidamente e uniformemente distribuído entre todos os átomos e ións e conducido a través do metal.
4. O estado agregado sólido en condicións normais. Aquí, a única excepción é o mercurio. Todos os outros metais - é, conexións sólidas necesariamente fortes, así como as súas aliaxes. Tamén é o resultado do feito de que, en presenza de conexión de metal de metal. O mecanismo de formación deste tipo de propiedades de conexión de partículas totalmente confirmada.

Esta características físicas de base para metais, o que explica e determina a formación de conexión metálica exactamente diagrama. compostos relevantes tal método consiste en átomos de metais de elementos, as súas aliaxes. Isto é para eles un sólido e un estado líquido.

tipo metálico de enlace químico

Cal é a súa característica? A cuestión é que esa relación non está formado por ións raznozaryazhennyh e atracción electrostática e non debido á diferenza de Electronegatividade ea dispoñibilidade de pares de electróns libres. iónico, metálico, é dicir, conexión covalente ten varias natureza diferente e características distintivas de partículas que ligan.

Todos os metais son características inherentes, tales como:

• unha pequena cantidade de electróns no nivel de enerxía exterior (agás algunhas excepcións, para o que non se pode 6,7 e 8);
• gran raio atómica;
• baixa enerxía de ionización.

Todo iso contribúe a unha fácil separación dos electróns desemparelhados no núcleo externo. Neste caso, os orbitais libres do átomo permanece moito. Esquema da conexión metálica só amosará varias células sobrepostas de diferentes átomos de orbitais entre si, o que resulta na intracristalino e formar un espazo común. Serve electróns de cada átomo que comezan libremente vaguear en diferentes partes da estrutura. Periodicamente, cada un dos cales está conectado a un ión na unidade de cristal e convértese a un átomo, a continuación, separado unha vez máis, formando ións.

Así, a conexión metálica - é a conexión entre os átomos, ións e electróns libres no cristal de metal total. A nube de electróns, moverse libremente no interior da estrutura, chamada "gas de electróns". Se explica a eles, a maioría das propiedades físicas de metais e as súas aliaxes.

Como especificamente aplica unha conexión química metálico? Exemplos son diferentes. Imos considerar unha peza de litio. Mesmo se leva-la ao tamaño dunha ervilha, hai miles de átomos. Por iso, imos imaxinar que cada un destes miles de átomos dá un electrón de valencia nun único espazo cristalina común. Ao mesmo tempo, coñecer a estrutura electrónica dos elementos, podes ver o número de orbitais vagos. Na súa litio e 3 (o segundo nivel de enerxía orbital p). Tres cada átomo de decenas de miles - este é un espazo común no cristal, en que o "gas electrónico" móvese libremente.

Substancia sempre conexión metálica forte. Ao final, o gas de electróns non permite que o cristal caer, pero só cambia as capas e, a continuación, recupera. Ela brilla teñen unha certa densidade (xeralmente alta), a fusibilidade, a maleabilidade e ductilidade.

Onde máis entender conexión metálica? Exemplos de substancias:

• metais como estruturas simples;
• todas as ligas de metais uns cos outros;
• todos os metais e as súas aliaxes en estado líquido e sólido.

Exemplos específicos son simplemente unha cantidade incrible, porque o metal na táboa periódica, máis de 80!

conexión metálica: o mecanismo de formación

Se consideramos que, en termos xerais, os principais puntos que temos descrito anteriormente. Dispoñibilidade de orbitais atómicos e electróns facilmente eliminado do núcleo por mor da baixa enerxía de ionización - son as principais condicións para a formación deste tipo de comunicación. Así, verifícase que se aplica unha das seguintes partículas:

• átomos na rede cristalina;
• electróns libres, que estaban na Valencia do metal;
• os ións na rede cristalina.

O resultado - unha conexión metálica. O mecanismo de formación xeralmente expresada pola seguinte entrada: ⁰ Me ^- e - ↔ Me ^{n +.} Desde o diagrama, evidentemente, os partículas de metal están presentes no cristal.

Cristais si poden ter formas diferentes. Depende do material co que estamos lidando.

Tipos de cristais metálicos

Esta estrutura do metal ou da súa liga ten un empaquetado moi denso de partículas. Ofrece ións nos sitios de cristal. Por si só, a rede pode ser de diferentes formas xeométricas no espazo.

1. Obemnotsentricheskaya rede cúbica - metais alcalinos.
2. estrutura hexagonal compacta - todo alcalina, con excepción de bario.
3. Granetsentricheskaya cúbico - aluminio, cobre, cinc, moitos metais de transición.
4. estrutura romboédrica - o mercurio.
5. Tetragonal - indio.

Os metais pesados e canto menor Está situado no sistema periódico, o máis difícil é envasado e organización espacial do cristal. Cando esta conexión química do aceiro, exemplos dos cales poden ser reducidas para cada metal existente é decisiva na construción do cristal. Ligas teñen unha organización moi diversificada no espazo, algúns deles aínda non son totalmente comprendidos.

Especificacións de comunicación: nondirectionality

enlace covalente e metal ten unha característica distintiva moi pronunciado. A diferenza da primeira, a conexión metálica non está dirixida. O que significa? É dicir, a nube de electróns dentro do cristal móvese libremente dentro dela en direccións diferentes, cada un electrón é capaz de xuntar-se absolutamente ningún ión na estrutura de nós. É dicir, a interacción é realizada en direccións diferentes. Así, din que a conexión metálica - non-direccional.

O mecanismo de conexión covalente implica a formación de pares de electróns compartidos, é dicir, nubes de átomos de superposición. E ocorre estrictamente nunha determinada liña conectando os seus centros. Polo tanto, falar sobre o sentido de tal conexión.

saturabilidade

Isto reflicte a capacidade dos átomos a unha interacción limitada ou ilimitada cos outros. Por exemplo, covalente e conexión de metal sobre este indicador de novo son opostos.

O primeiro está cheo. Átomos implicados na súa formación son un número fixo de electróns de valencia externas directamente implicadas na formación do composto. Máis que comer, non serán os electróns. Polo tanto, o número de conexións de Valencia formada limitada. De aí saturación debido. Debido a esta característica da maior parte dos compostos que ten unha composición química constante.

Metais e enlaces de hidróxeno, por outra banda, non saturación. Isto é debido a moitos electróns libres e orbitais no cristal. O papel desempeñado polos ións nos sitios da rede de cristal, cada un dos cales pode ser un átomo e un ión de novo en calquera momento.

Outra característica da conexión metálica - deslocalización nube de electróns interior. Ela se manifesta na capacidade dunha pequena cantidade de electróns compartido conectar a pluralidade de metais de núcleos atómicos. Isto é, a densidade de deslocalizada, xa que se distribúe igualmente entre todas as unidades do cristal.

Exemplos de formación dunha conexión en metais

Considero algunhas formas de realización específicas, que ilustran como unha conexión metálica está formada. Exemplos Os seguintes substancias:

• cinco;
• aluminio;
• potasio;
• cromado.

formación da conexión metálica entre átomos de zinc: Zn ^{0 -} 2e - ↔ Zn ^2+. átomo de cinco ten catro niveis de enerxía. orbitais libres con base na estrutura electrónica, que ten 15 - 3 orbitais p, 4 D 5 e 7 en 4F. estrutura electrónica inclúen: 1s 2s ^{2 2 2 6} 2p 3s 3P ⁶ 4S ² 3d ¹⁰ 4D 4P ^{0 0 0} 4-F, só 30 electróns do átomo. É dicir, dúas partículas negativas Valencia libre é capaz de moverse dentro dos 15 orbitais espazos e ninguén ocupada. E así cada átomo. O resultado - un espazo total enorme consistindo orbitais baleiros, e unha pequena cantidade de electróns que ligan a estrutura en conxunto.

A conexión metálica entre os átomos de aluminio: AL ^{0 -} e - ↔ ^{Al3 +.} Trece átomos de electróns de aluminio situadas en tres niveis de enerxía, que son claramente falta en abundancia. estrutura electrónica: 1s 2s ^{2 2} 2p ⁶ 3s 3P ^{1 2 0} 3D. orbitais gratuítos - 7 pezas. Obviamente, a nube de electróns será pequeno en comparación co espazo interno total no cristal.

O cromo conexión metálica. Este elemento particular da súa estrutura electrónica. Despois de todo, para a estabilización do fallo do sistema ocorre con 4s electróns 3D orbital: 1s 2s ² 2p ^{2 6 2} 3s 4s 3P ^{6 1 5} 4P 3D 4D ^{0 0 0} 4-F. Só 24 Valencia de electróns dos cales son seis. Van para o espazo electrónico común sobre a formación dunha conexión química. orbitais libre 15, que aínda é moito maior que o necesario para cubrir. Polo tanto, cromo - como un exemplo típico de un metal cunha ligao correspondente na molécula.

Un dos metais máis activos que reaccionan mesmo con auga común ao lume, é o potasio. Que explica estas propiedades? Unha vez máis, en moitos aspectos - tipo metálico de Bond. Electróns no elemento de só 19 anos, pero eles están situados na medida 4 niveis de enerxía. Que é de 30 diferentes subníveis orbitais. estrutura electrónica: 1s 2s ² 2p ^{2 6 2} 3s 4s 3P ^{6 1 0} 4P 3D 4D ^{0 0 0} 4-F. Só dous electróns de valencia con enerxía moi baixa ionización. Libre para saír e ir ao espazo electrónico común. Orbitais de desprazamento dun átomo de pezas 22, é dicir, un espazo moi grande para o "gas de electróns".

Semellanzas e diferenzas con outros tipos de títulos

En xeral, este problema xa foi discutido arriba. Só se pode xeneralizar e facer unha conclusión. As principais características distintivas de todos os outros tipos de características de comunicación de cristais metálicos son:

• Varios tipos de partículas implicadas no proceso de unión (átomos, iones ou átomos, electróns);
• Diferente estrutura xeométrica espacial dos cristais.

Cun enlace hidróxeno e iónico, o metal combina a insaturación ea non direccionalidade. Con covalente polar - forte atracción electrostática entre partículas. Separadamente con iónico - o tipo de partículas nos nodos da celosía de cristal (iones). Con átomos non-polares covalentes nos nodos do cristal.

Tipos de enlaces en metais de diferentes estados agregados

Como xa sinalamos anteriormente, o vínculo químico metálico, que se mostra no artigo, está formado en dous estados agregados de metais e as súas aleacións: sólidos e líquidos.

Xorde a pregunta: que tipo de enlace hai no vapor de metal? Resposta: covalente polar e non polar. Como en todos os compostos en forma de gas. É dicir, cando o metal quéntase durante moito tempo e se transfire desde un estado sólido ata un enlace líquido, a estrutura do cristal é preservada. Non obstante, cando se trata de transferir un líquido a un estado de vapor, o cristal é destruído e o enlace metal converteuse nun covalente.