Læringsmål
- Beskriv elektronhavsmodellen for metalliske bindinger.
Nøglepunkter
- Mange af metallernes unikke egenskaber kan forklares ved metalliske bindinger.
- Metalbindinger kan forekomme mellem forskellige grundstoffer for at danne en legering.
- I modsætning til elektroner, der deltager i både ioniske og kovalente bindinger, delokaliseres elektroner, der deltager i metalbindinger, og danner et hav af elektroner omkring metallernes positive kerner. Tilgængeligheden af “frie” elektroner er medvirkende til, at metaller er fremragende ledere.
Termer
- ElektronhavDen mængde af delokaliserede elektroner, der omgiver positive metalioner i metalbindinger.
- metallisk bindingEn kemisk binding, hvor mobile elektroner deles over mange kerner; dette fører til elektrisk ledning.
Metalsk binding
Metalsk binding kan beskrives som deling af frie elektroner blandt et gitter af positivt ladede metalioner. Strukturen af metalbindinger er meget forskellig fra strukturen af kovalente og ioniske bindinger. Mens ioniske bindinger forbinder metaller med ikke-metaller, og kovalente bindinger forbinder ikke-metaller med ikke-metaller, er metalliske bindinger ansvarlige for bindingen mellem metalatomer.
I metalliske bindinger delokaliseres valenselektronerne fra s- og p-orbitalerne hos de interagerende metalatomer. Det vil sige, at de i stedet for at kredse om deres respektive metalatomer danner de et “hav” af elektroner, der omgiver de positivt ladede atomkerner i de interagerende metalioner. Elektronerne bevæger sig derefter frit i hele rummet mellem atomkernerne.
Karakteristikken ved metalbindinger forklarer en række af metallernes unikke egenskaber:
- Metaller er gode ledere af elektricitet, fordi elektronerne i elektronhavet frit kan flyde og føre elektrisk strøm.
- Metaller er duktile og formbare, fordi lokale bindinger let kan brydes og omdannes.
- Metaller er skinnende. Lys kan ikke trænge igennem deres overflade; fotonerne reflekteres simpelthen af metaloverfladen. Der er dog en øvre grænse for den lysfrekvens, hvor fotoner reflekteres.
Metalbindinger kan opstå mellem forskellige grundstoffer og danne en legering. Aluminiumsfolie og kobbertråd er eksempler på metalliske bindinger i praksis.
Metalliske bindinger formidles af stærke tiltrækkende kræfter. Denne egenskab bidrager til de fleste metallers lave flygtighed, høje smelte- og kogepunkter og høje massefylde. Gruppe-XII-metallerne zink, cadmium og kviksølv er undtagelser fra denne regel.