Metal bağ bağlantı örnekleri. Metal bağı: oluşum mekanizması
Katyon ve anyon arasındaki elektrostatik çekim sonucunda bir molekül oluşur.
İyonik bağ
İyonik bağlanma teorisi tarafından önerildi. 1916 ᴦ. Alman bilim adamı W. Kossel. Bu teori, aralarındaki bağlantıların oluşumunu açıklar. tipik metallerin ve atomların atomları tipik metal olmayanlar: CsF, CsCl, NaCl, KF, KCl, Na20, vb.
Bu teoriye göre, iyonik bir bağ oluştuğunda tipik metallerin atomları elektron verir, tipik ametallerin atomları ise elektron kabul eder.
Bu işlemler sonucunda metal atomları, pozitif iyon veya katyon adı verilen pozitif yüklü parçacıklara dönüşür; ve metal olmayan atomlar negatif iyonlara - anyonlara dönüşür. Katyonun yükü verilen elektron sayısına eşittir.
Metal atomları dış katmanlarına elektron verirler ve ortaya çıkan iyonlar tam elektronik yapılara sahiptir (ön-dış elektronik katman).
Anyonun negatif yükünün büyüklüğü kabul edilen elektron sayısına eşittir.
Metal olmayan atomlar, kendileri için son derece önemli olan elektron sayısını kabul ederler. elektronik sekizlinin tamamlanması (dış elektronik katman).
Örneğin: Na ve C1 atomlarından bir NaCl molekülünün oluşumunun genel şeması: Na°-le = Na +1 İyonların oluşumu
Сl°+1е - = Сl -
Na +1 + Cl - = Na + Cl -
Na°+ Сl°= Na + Сl - İyonların bileşiği
· İyonlar arasındaki bağa genellikle iyonik bağ denir.
İyonlardan oluşan bileşiklere denir iyonik bileşikler.
İyonik bir bileşiğin molekülündeki tüm iyonların yüklerinin cebirsel toplamı sıfıra eşit olmalıdır,Çünkü her molekül elektriksel olarak nötr bir parçacıktır.
İyonik ve kovalent bağlar arasında keskin bir sınır yoktur. İyonik bağ, ortak bir elektron çiftinin oluştuğu polar kovalent bağın uç bir durumu olarak düşünülebilir. tamamen Elektronegatifliği yüksek olan atoma doğru hareket eder.
Çoğu tipik metal atomunun dış elektron katmanında az sayıda elektron bulunur (tipik olarak 1 ila 3); bu elektronlara değerlik elektronları denir. Metal atomlarında değerlik elektronları ile çekirdek arasındaki bağın kuvveti düşüktür, yani atomların iyonlaşma enerjisi düşüktür. Bu, değerlik elektronlarını kaybetmeyi kolaylaştırır H metal atomlarının pozitif yüklü iyonlara (katyonlara) dönüşümü:
Ме° -ne ® Ме n +
Bir metalin kristal yapısında değerlik elektronları bir atomdan diğerine kolaylıkla hareket etme yeteneğine sahiptir, bu da elektronların komşu tüm atomlar tarafından paylaşılmasına yol açar. Basitleştirilmiş bir şekilde, bir metal kristalin yapısı şu şekilde temsil edilir: kristal kafesin düğümlerinde Men+ iyonları ve Me° atomları vardır ve değerlik elektronları bunlar arasında nispeten serbestçe hareket ederek tüm atomlar ve iyonlar arasında bağlantılar kurar. metal (Şekil 3). Bu özel bir tür Kimyasal bağ metal denir.
· Metalik bağ - kristal bir kafes içindeki metallerin atomları ve iyonları arasında, ortak değerlik elektronları tarafından gerçekleştirilen bir bağ.
Bu tür kimyasal bağ sayesinde metaller, onları metal olmayanlardan ayıran belirli bir dizi fiziksel ve kimyasal özelliğe sahiptir.
Pirinç. 3. Metallerin kristal kafesinin diyagramı.
Metal bağının gücü, kristal kafesin stabilitesini ve metallerin plastisitesini (tahrip olmadan çeşitli işlemlere tabi tutulabilme yeteneği) sağlar. Değerlik elektronlarının serbest hareketi, metallerin elektriği ve ısıyı iyi iletmesini sağlar. Işık dalgalarını yansıtma yeteneği (ᴛ.ᴇ. metalik parlaklık) aynı zamanda metalin kristal kafesinin yapısıyla da açıklanmaktadır.
Bununla birlikte, metalik bir bağın varlığına bağlı olarak metallerin en karakteristik fiziksel özellikleri şunlardır:
■kristal yapı;
■metalik parlaklık ve opaklık;
■plastisite, dövülebilirlik, eriyebilirlik;
■yüksek elektrik ve termal iletkenlik; ve alaşım oluşturma eğilimi.
Metal bağı - kavram ve türleri. "Metal bağlantı" kategorisinin sınıflandırılması ve özellikleri 2017, 2018.
"Metalik bağ" ismi, metallerin iç yapısından bahsettiğimizi gösterir. Çoğu metalin dış enerji seviyesindeki atomları, diğerlerine kıyasla az sayıda değerlik elektronu içerir. toplam sayısı dış enerjisel olarak yakın... .
Metalik bağ, kristaldeki iki değil hemen hemen tüm metal atomlarına ait değerlik elektronlarının paylaşılmasına dayanmaktadır. Metallerde serbest yörüngelerden çok daha az değerlik elektronu vardır. Bu, serbest dolaşım için koşullar yaratır... .
Metallerdeki kimyasal bağların doğasına ilişkin temel bilgiler iki temele dayanarak elde edilebilir: karakteristik özellikler Kovalent ve iyonik bileşiklerle karşılaştırıldığında. Metaller öncelikle yüksek elektrik iletkenlikleri ve... .
Metallerdeki kimyasal bağların doğası hakkında önemli bilgiler, bunların kovalent ve iyonik bileşiklerle karşılaştırıldığında iki karakteristik özelliğine dayanarak elde edilebilir. Metaller öncelikle yüksek elektrik iletkenlikleri ve... .
Orbitallerin melezleşmesi ve moleküllerin uzaysal konfigürasyonu Molekül tipi Atomun başlangıç yörüngeleri A Hibridizasyon tipi Atomun hibrit yörüngelerinin sayısı A Molekülün uzaysal konfigürasyonu AB2 AB3 AB4 s + p s + p + p s + p + p + p sp sp2 sp3 ... .
Metalik bağ, nispeten serbest elektronların varlığından kaynaklanan kimyasal bir bağdır. Hem saf metallerin hem de bunların alaşımlarının ve intermetalik bileşiklerin karakteristiği. Metalik bağlanma mekanizması Kristal kafesin tüm düğümlerinde... .
Molekül, bir maddenin kimyasal özelliklerine sahip en küçük parçacığıdır. Kimyasal bağlanma teorisine göre, bir elementin kararlı durumu, dış seviye s2p6'nın (argon, kripton, radon ve diğerleri) elektronik formülüne sahip bir yapıya karşılık gelir. Eğitim süresince... .
Ders çeşitli kimyasal bağ türlerini kapsayacaktır: metalik, hidrojen ve van der Waals. Ayrıca fiziksel ve kimyasal özelliklerin birbirine nasıl bağlı olduğunu da öğreneceksiniz. farklı şekiller Bir maddedeki kimyasal bağlar.
Konu: Kimyasal bağ çeşitleri
Ders: Metal ve Hidrojen Kimyasal Bağları
Metal bağlantı metallerde ve bunların alaşımlarında metal atomları veya iyonları ile kristal kafesteki nispeten serbest elektronlar (elektron gazı) arasında bir tür bağlanmadır.
Metaller düşük elektronegatifliğe sahip kimyasal elementlerdir, bu nedenle değerlik elektronlarından kolaylıkla vazgeçerler. Bir metal elementin yanında metal olmayan bir element varsa, metal atomundan gelen elektronlar metal olmayana gider. Bu tür bağlantıya denir iyonik(Şekil 1).
Pirinç. 1. Eğitim
Ne zaman basit maddeler metaller veya onların alaşımlar durum değişiyor.
Moleküller oluştuğunda metallerin elektron yörüngeleri değişmeden kalmaz. Birbirleriyle etkileşime girerek yeni bir moleküler yörünge oluştururlar. Bileşiğin bileşimine ve yapısına bağlı olarak moleküler yörüngeler, atomik yörüngelerin toplamına yakın veya onlardan önemli ölçüde farklı olabilir. Metal atomlarının elektron yörüngeleri etkileşime girdiğinde moleküler yörüngeler oluşur. Öyle ki metal atomunun değerlik elektronları bu moleküler yörüngeler arasında serbestçe hareket edebilir. Yükün tamamen ayrılması gerçekleşmez; metal- bu etrafta dolaşan katyon ve elektronlardan oluşan bir koleksiyon değil. Ancak bu, bazen katyonik bir forma dönüşen ve elektronunu başka bir katyona aktaran bir atom topluluğu değildir. Gerçek durum bu iki aşırı seçeneğin birleşimidir.
Pirinç. 2
Metal bağ oluşumunun özü içerirşöyle: metal atomları dış elektronları bağışlar ve bunlardan bazıları pozitif yüklü iyonlar. Atomlardan kopmuş elektronlar ortaya çıkanlar arasında nispeten serbestçe hareket edebilir pozitifmetal iyonlar. Bu parçacıklar arasında metalik bir bağ ortaya çıkar, yani elektronlar metal kafesteki pozitif iyonları yapıştırıyor gibi görünmektedir (Şekil 2).
Metalik bir bağın varlığı metallerin fiziksel özelliklerini belirler:
Yüksek süneklik
Isı ve elektrik iletkenliği
Metalik parlaklık
Plastik - bu, bir malzemenin mekanik yük altında kolayca deforme olma yeteneğidir. Tüm metal atomları arasında aynı anda metalik bir bağ oluşur, bu nedenle bir metal mekanik etkiye maruz kaldığında belirli bağlar kırılmaz, yalnızca atomun konumu değişir. Birbirlerine katı bağlarla bağlanmayan metal atomları, bir camın aralarında bir su tabakası varken diğerinin üzerinde kayması durumunda olduğu gibi, bir elektron gazı tabakası boyunca kayabilir. Bu sayede metaller kolayca deforme olabilir veya ince folyoya dönüştürülebilir. En sünek metaller saf altın, gümüş ve bakırdır. Tüm bu metaller doğada değişen saflık derecelerinde doğal olarak bulunur. Pirinç. 3.
Pirinç. 3. Doğada doğal formda bulunan metaller
Bunlardan başta altın olmak üzere çeşitli takılar yapılır. Şaşırtıcı plastisitesinden dolayı sarayların dekorasyonunda altın kullanılmaktadır. Folyoyu yalnızca 3 kalınlığa kadar açabilirsiniz. 10-3 mm. Altın varak olarak adlandırılır ve sıvaya, pervazlara veya diğer nesnelere uygulanır.
Termal ve elektriksel iletkenlik . Bakır, gümüş, altın ve alüminyum elektriği en iyi iletir. Ancak altın ve gümüş pahalı metaller olduğundan kablo yapımında daha ucuz bakır ve alüminyum kullanılıyor. En kötü elektrik iletkenleri manganez, kurşun, cıva ve tungstendir. Tungsten o kadar yüksek bir elektrik direncine sahiptir ki geçerken elektrik akımı parlamaya başlar. Bu özellik akkor lambaların imalatında kullanılır.
Vücut ısısı kendisini oluşturan atomların veya moleküllerin enerjisinin bir ölçüsüdür. Bir metalin elektron gazı fazla enerjiyi bir iyondan veya atomdan diğerine oldukça hızlı bir şekilde aktarabilir. Bir tarafta ısınma olsa bile metalin sıcaklığı tüm hacim boyunca hızla eşitlenir. Bu, örneğin metal bir kaşığı çaya batırırsanız gözlenir.
Metalik parlaklık. Parlaklık, bir cismin ışık ışınlarını yansıtma yeteneğidir. Gümüş, alüminyum ve paladyum yüksek ışık yansıtma özelliğine sahiptir. Bu nedenle far, spot ışığı ve ayna imalatında cam yüzeyine ince bir tabaka halinde uygulanan bu metallerdir.
Hidrojen bağı
Kaynama ve erime noktalarını dikkate alın hidrojen bileşikleri kalkojenler: oksijen, kükürt, selenyum ve tellür. Pirinç. 4.
Pirinç. 4
Kükürt, selenyum ve tellürden oluşan hidrojen bileşiklerinin doğrudan kaynama ve erime sıcaklıklarını zihinsel olarak tahmin edersek, suyun erime noktasının yaklaşık -100 0 C ve kaynama noktasının - yaklaşık -80 0 C olması gerektiğini göreceğiz. çünkü su molekülleri etkileşimi arasında bir boşluk var - hidrojen bağı, Hangi birleştirir su molekülleri derneğe . Bu ortakları yok etmek için ek enerji gereklidir.
Oldukça polarize, oldukça pozitif yüklü bir hidrojen atomu ile çok yüksek elektronegatifliğe sahip başka bir atom (flor, oksijen veya nitrojen) arasında bir hidrojen bağı oluşur. . Hidrojen bağları oluşturabilen maddelerin örnekleri Şekil 2'de gösterilmektedir. 5.
Pirinç. 5
Hidrojen bağlarının oluşumunu düşünün su molekülleri arasındadır. Hidrojen bağı üç noktayla temsil edilir. Hidrojen bağının oluşması hidrojen atomunun benzersiz özelliğinden kaynaklanmaktadır. Hidrojen atomu yalnızca bir elektron içerdiğinden, ortak bir elektron çifti başka bir atom tarafından çekildiğinde, pozitif yükü madde moleküllerindeki elektronegatif elementlere etki eden hidrojen atomunun çekirdeği açığa çıkar.
Özellikleri karşılaştıralım etil alkol ve dimetil eter. Bu maddelerin yapısına dayanarak etil alkolün moleküller arası hidrojen bağları oluşturabildiği anlaşılmaktadır. Bunun nedeni hidrokso grubunun varlığıdır. Dimetil eter moleküller arası hidrojen bağları oluşturamaz.
Özelliklerini Tablo 1'de karşılaştıralım.
Masa 1
Kaynama noktası, erime noktası, sudaki çözünürlük etil alkol için daha yüksektir. Bu Genel desen Molekülleri hidrojen bağı oluşturan maddeler için. Bu maddeler daha yüksek kaynama noktası, erime sıcaklığı, suda çözünürlük ve daha düşük uçuculuk ile karakterize edilir.
Fiziki ozellikleri Bileşikler ayrıca maddenin moleküler ağırlığına da bağlıdır. Bu nedenle, hidrojen bağına sahip maddelerin fiziksel özelliklerini yalnızca benzer molekül kütlelerine sahip maddeler için karşılaştırmak meşrudur.
Enerji bir hidrojen bağı yaklaşık 10 kat daha az kovalent bağ enerjisi. Karmaşık bileşimdeki organik moleküller, hidrojen bağları oluşturabilen birkaç fonksiyonel gruba sahipse, içlerinde molekül içi hidrojen bağları oluşabilir (proteinler, DNA, amino asitler, ortonitrofenol, vb.). Hidrojen bağı nedeniyle oluşur ikincil yapı proteinler, DNA çift sarmalı.
Van der Waals bağlantısı.
Soy gazları hatırlayalım. Helyum bileşikleri henüz elde edilememiştir. Sıradan kimyasal bağlar oluşturma yeteneğine sahip değildir.
Çok düşük sıcaklıklarda sıvı ve hatta katı helyum elde edilebilir. Sıvı halde helyum atomları elektrostatik çekim kuvvetleri tarafından bir arada tutulur. Bu güçlerin üç çeşidi vardır:
· yönlendirme kuvvetleri. Bu iki dipol (HCl) arasındaki etkileşimdir.
· endüktif çekim. Bu, bir dipol ile apolar bir molekül arasındaki çekimdir.
· dağılım çekiciliği. Bu, polar olmayan iki molekül (He) arasındaki etkileşimdir. Elektronların çekirdek etrafındaki düzensiz hareketi nedeniyle oluşur.
Dersi özetlemek
Ders üç tür kimyasal bağı kapsamaktadır: metalik, hidrojen ve van der Waals. Fiziksel bağımlılık ve kimyasal özellikler Bir maddedeki farklı türdeki kimyasal bağlardan.
Kaynakça
1. Rudzitis G.E. Kimya. Temel bilgiler Genel Kimya. 11. sınıf: ders kitabı Eğitim Kurumları: temel düzeyde/ G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. baskı. - M.: Eğitim, 2012.
2. Popel P.P. Kimya: 8. sınıf: genel eğitim için ders kitabı Eğitim Kurumları/ P.P. Popel, L.S. Krivlya. - K.: IC "Akademi", 2008. - 240 s.: hasta.
3. Gabrielyan O.Ş. Kimya. Derece 11. Temel düzeyde. 2. baskı, silindi. - M .: Bustard, 2007. - 220 s.
Ev ödevi
1. No. 2, 4, 6 (s. 41) Rudzitis G.E. Kimya. Genel kimyanın temelleri. 11. sınıf: genel eğitim kurumları için ders kitabı: temel seviye / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. baskı. - M.: Eğitim, 2012.
2. Akkor lambaların filamanlarını yapmak için neden tungsten kullanılıyor?
3. Aldehit moleküllerinde hidrojen bağlarının bulunmamasını ne açıklar?
Nadiren kimyasal maddeler kimyasal elementlerin ayrı ayrı ilgisiz atomlarından oluşur. Normal koşullar altında soy gazlar adı verilen az sayıda gaz bu yapıya sahiptir: helyum, neon, argon, kripton, ksenon ve radon. Çoğu zaman, kimyasal maddeler izole edilmiş atomlardan değil, bunların çeşitli gruplar halindeki kombinasyonlarından oluşur. Bu tür atom birliktelikleri birkaç, yüzlerce, binlerce ve hatta daha fazla atomu numaralandırabilir. Bu atomları bu gruplarda tutan kuvvete denir. Kimyasal bağ.
Başka bir deyişle kimyasal bağın, tek tek atomların daha karmaşık yapılara (moleküller, iyonlar, radikaller, kristaller vb.) bağlanmasını sağlayan bir etkileşim olduğunu söyleyebiliriz.
Kimyasal bağın oluşmasının nedeni, daha karmaşık yapıların enerjisinin, onu oluşturan tek tek atomların toplam enerjisinden daha az olmasıdır.
Dolayısıyla, özellikle X ve Y atomlarının etkileşimi bir XY molekülü üretiyorsa, bu, bu maddenin moleküllerinin iç enerjisinin, oluştuğu tek tek atomların iç enerjisinden daha düşük olduğu anlamına gelir:
E(XY)< E(X) + E(Y)
Bu nedenle tek tek atomlar arasında kimyasal bağlar oluştuğunda enerji açığa çıkar.
Dış elektron katmanının çekirdeğe bağlanma enerjisi en düşük olan elektronlarına denir. değerlik. Örneğin borda bunlar 2. enerji seviyesindeki elektronlardır - 2 elektron başına 2 elektron S- yörüngeler ve 1'e 2 P-orbitaller:
Bir kimyasal bağ oluştuğunda, her atom soy gaz atomlarının elektronik konfigürasyonunu elde etme eğilimindedir; böylece dış elektron katmanında 8 elektron bulunur (ilk periyodun elemanları için 2). Bu olguya oktet kuralı denir.
Başlangıçta tek atomlar değerlik elektronlarının bir kısmını diğer atomlarla paylaşırsa, atomların soy gazın elektron konfigürasyonuna ulaşması mümkündür. Bu durumda ortak elektron çiftleri oluşur.
Elektron paylaşımının derecesine bağlı olarak kovalent, iyonik ve metalik bağlar ayırt edilebilir.
Kovalent bağ
Kovalent bağlar çoğunlukla ametal olmayan elementlerin atomları arasında meydana gelir. Kovalent bağ oluşturan ametal atomlar farklı kimyasal elementlere aitse böyle bir bağa polar kovalent bağ denir. Bu ismin nedeni, farklı elementlerin atomlarının ortak bir elektron çiftini çekme konusunda da farklı yeteneklere sahip olmalarıdır. Açıkçası, bu, ortak elektron çiftinin atomlardan birine doğru yer değiştirmesine yol açar ve bunun sonucunda üzerinde kısmi bir negatif yük oluşur. Buna karşılık diğer atomda kısmi bir pozitif yük oluşur. Örneğin, bir hidrojen klorür molekülünde elektron çifti hidrojen atomundan klor atomuna kaydırılır:
Polar kovalent bağları olan maddelere örnekler:
CCl4, H2S, C02, NH3, Si02, vb.
Aynı metalin ametal atomları arasında kovalent polar olmayan bir bağ oluşur kimyasal element. Atomlar aynı olduğundan ortak elektronları çekme yetenekleri de aynıdır. Bu bağlamda, elektron çiftinde herhangi bir yer değiştirme gözlenmez:
Her iki atomun da ortak elektron çiftleri oluşturmak için elektronlar sağladığı kovalent bir bağın oluşumuna yönelik yukarıdaki mekanizmaya değişim denir.
Ayrıca bağışçı-alıcı mekanizması da var.
Verici-alıcı mekanizması tarafından kovalent bir bağ oluştuğunda, bir atomun dolu yörüngesi (iki elektronlu) ve başka bir atomun boş yörüngesi nedeniyle ortak bir elektron çifti oluşur. Yalnız bir elektron çifti sağlayan atoma donör, boş yörüngeye sahip atoma ise alıcı denir. N, O, P, S gibi elektron çiftlerine sahip olan atomlar, elektron çiftlerinin donörleri olarak hareket eder.
Örneğin donör-alıcı mekanizmasına göre dördüncü kovalentin oluşumu N-H bağlantıları amonyum katyonu NH4 +'da:
Polariteye ek olarak kovalent bağlar enerjiyle de karakterize edilir. Bağ enerjisi, atomlar arasındaki bir bağı kırmak için gereken minimum enerjidir.
Bağlanan atomların yarıçapı arttıkça bağlanma enerjisi azalır. Alt gruplarda atom yarıçaplarının arttığını bildiğimizden, örneğin halojen-hidrojen bağının kuvvetinin seri halinde arttığı sonucuna varabiliriz:
MERHABA< HBr < HCl < HF
Ayrıca bağ enerjisi çokluğuna bağlıdır; bağ çokluğu ne kadar büyük olursa enerjisi de o kadar büyük olur. Bağ çokluğu, iki atom arasında paylaşılan elektron çiftlerinin sayısını ifade eder.
İyonik bağ
İyonik bir bağ, polar kovalent bağın aşırı bir durumu olarak düşünülebilir. Kovalent-polar bağda ortak elektron çifti kısmen atom çiftlerinden birine kaydırılırsa, iyonik bağda neredeyse tamamen atomlardan birine "verilir". Elektron(lar)ı veren atom pozitif bir yük kazanır ve katyon ve ondan elektron alan atom negatif bir yük kazanır ve anyon.
Dolayısıyla iyonik bir bağ, katyonların anyonlara elektrostatik çekimiyle oluşan bir bağdır.
Bu tür bir bağın oluşumu, tipik metallerin ve tipik metal olmayan atomların etkileşimi sırasında tipiktir.
Örneğin potasyum florür. Potasyum katyonu, nötr bir atomdan bir elektronun çıkarılmasıyla oluşur ve flor iyonu, flor atomuna bir elektron eklenmesiyle oluşturulur:
Ortaya çıkan iyonlar arasında bir elektrostatik çekim kuvveti ortaya çıkar ve bu da iyonik bir bileşiğin oluşmasına neden olur.
Kimyasal bir bağ oluştuğunda, sodyum atomundan gelen elektronlar klor atomuna geçti ve tamamlanmış bir dış enerji seviyesine sahip zıt yüklü iyonlar oluştu.
Metal atomundaki elektronların tamamen ayrılmadığı, kovalent bağda olduğu gibi yalnızca klor atomuna doğru kaydığı tespit edilmiştir.
Metal atomları içeren ikili bileşiklerin çoğu iyoniktir. Örneğin oksitler, halojenürler, sülfürler, nitrürler.
İyonik bağlanma aynı zamanda basit katyonlar ve basit anyonlar (F −, Cl −, S 2-) arasında ve ayrıca basit katyonlar ve karmaşık anyonlar (NO 3 −, SO 4 2-, PO 4 3-, OH −) arasında da meydana gelir. Bu nedenle iyonik bileşikler arasında tuzlar ve bazlar (Na 2 SO 4, Cu(NO 3) 2, (NH 4) 2 SO 4), Ca(OH) 2, NaOH) bulunur.
Metal bağlantı
Bu tür bağ metallerde oluşur.
Tüm metallerin atomlarının dış elektron katmanlarında, atom çekirdeğiyle düşük bağlanma enerjisine sahip elektronlar bulunur. Çoğu metal için dış elektronları kaybetme süreci enerji açısından olumludur.
Çekirdek ile bu kadar zayıf bir etkileşim nedeniyle metallerdeki bu elektronlar çok hareketlidir ve her metal kristalinde sürekli olarak aşağıdaki süreç meydana gelir:
М 0 — ne - = M n +,
burada M 0 nötr bir metal atomudur ve M n + aynı metalin bir katyonudur. Aşağıdaki şekil gerçekleşen süreçlerin bir gösterimini sunmaktadır.
Yani elektronlar bir metal kristali boyunca "hızla" hareket eder, bir metal atomundan ayrılır, ondan bir katyon oluşturur, başka bir katyona katılarak nötr bir atom oluşturur. Bu olaya "elektron rüzgarı" adı verildi ve serbest elektronların ametal bir atomun kristalinde toplanmasına da "elektron gazı" adı verildi. Metal atomları arasındaki bu tür etkileşimlere metalik bağ denir.
Hidrojen bağı
Bir maddedeki bir hidrojen atomu, elektronegatifliği yüksek bir elemente (azot, oksijen veya flor) bağlanırsa, bu madde, hidrojen bağı adı verilen bir olayla karakterize edilir.
Bir hidrojen atomu elektronegatif bir atoma bağlandığından, hidrojen atomunda kısmi bir pozitif yük oluşur ve elektronegatif elementin atomunda kısmi bir negatif yük oluşur. Bu bağlamda, bir molekülün kısmen pozitif yüklü hidrojen atomu ile diğerinin elektronegatif atomu arasında elektrostatik çekim mümkün hale gelir. Örneğin su moleküllerinde hidrojen bağı gözlemlenir:
Suyun anormal derecede yüksek erime noktasını açıklayan hidrojen bağıdır. Suyun yanı sıra hidrojen florür, amonyak, oksijen içeren asitler, fenoller, alkoller ve aminler gibi maddelerde de güçlü hidrojen bağları oluşur.
Daha önce paragraf 4.2.2.1'de belirtildiği gibi, metal bağlantı- elektronik iletişim atom çekirdeği paylaşılan elektronların hem bireysel (iyonik bağın aksine) çekirdeklerde hem de bireysel (kovalent bağın aksine) bağlarda minimum lokalizasyonu ile. Sonuç, sıvı veya katı metalik maddelerin yapısını oluşturan mümkün olan maksimum sayıda çekirdeğe (katyon) bağlanmayı sağlayan paylaşılan elektronların ("elektron gazı" formunda) olduğu, elektron eksikliği olan çok merkezli bir kimyasal bağdır. Bu nedenle metalik bağ bir bütün olarak yönsüz ve doymuştur; şu şekilde düşünülmelidir: Kovalent bir bağın lokalizasyonunun sınırlayıcı durumu. Saf metallerde metalik bağın öncelikle ortaya çıktığını hatırlayalım. homonükleer yani iyonik bir bileşene sahip olamaz. Sonuç olarak, metallerdeki elektron yoğunluğu dağılımının tipik bir resmi, düzgün şekilde dağılmış bir elektron gazındaki küresel simetrik çekirdeklerdir (katyonlar) (Şekil 5.10).
Sonuç olarak, ağırlıklı olarak metalik tipte bir bağa sahip bileşiklerin nihai yapısı, öncelikle sterik faktör ve bu katyonların kristal kafesindeki paketleme yoğunluğu (yüksek CN) tarafından belirlenir. BC yöntemi metalik bağları yorumlayamaz. MMO'ya göre metalik bir bağ, kovalent bir bağa kıyasla elektron eksikliği ile karakterize edilir. MMO'nun metalik bağlara ve bağlantılara sıkı bir şekilde uygulanması, bant teorisi(bir metalin elektronik modeli), buna göre bir metalin kristal kafesine dahil edilen atomlarda, dış elektron yörüngelerinde bulunan neredeyse serbest değerlik elektronlarının kristal kafesin (elektrik) periyodik alanı ile etkileşimi vardır. Sonuç olarak elektronların enerji seviyeleri bölünür ve az çok geniş bir bant oluşturur. Fermi istatistiklerine göre, en yüksek enerji bandı, özellikle tek bir atomun enerji terimleri antiparalel spinli iki elektrona karşılık geliyorsa, tamamen doluncaya kadar serbest elektronlarla doldurulur. Ancak kısmen doldurulabilir, bu da elektronların daha yüksek enerji seviyelerine geçmesine olanak sağlar. Daha sonra
bu bölgeye iletim bölgesi denir. Birkaç ana tür vardır göreceli konum yalıtkan, tek değerlikli metal, iki değerlikli metal, içsel yarı iletken, n-tipi yarı iletken ve safsızlık/b-tipi yarı iletkene karşılık gelen enerji bantları. Enerji bantlarının oranı aynı zamanda bir katının iletkenlik tipini de belirler.
Ancak bu teori, çeşitli metal bileşiklerinin niceliksel karakterizasyonuna izin vermemekte ve gerçek metal bileşiklerinin kökeni sorununa bir çözüm getirmemektedir. kristal yapılar metal aşamaları. Homonükleer metaller, metal alaşımları ve intermetalik heterobileşiklerdeki kimyasal bağların spesifik doğası N.V. Ageev)
Olasılık ve İstatistik - Temel Gerçekler
Gurur ve kibir arasındaki fark nedir?
Fizikçiler ve biyologlar Tanrı'nın varlığını kanıtladılar - Gerçeğin Yolu