Lernziel
- Beschreiben Sie das Elektronenmeermodell der metallischen Bindung.
Schlüsselpunkte
- Viele der einzigartigen Eigenschaften von Metallen können durch metallische Bindungen erklärt werden.
- Metallische Bindungen können zwischen verschiedenen Elementen auftreten, um eine Legierung zu bilden.
- Im Gegensatz zu den Elektronen, die sowohl an ionischen als auch an kovalenten Bindungen beteiligt sind, delokalisieren die Elektronen, die an metallischen Bindungen beteiligt sind, und bilden ein Meer von Elektronen um die positiven Kerne der Metalle. Die Verfügbarkeit von „freien“ Elektronen trägt dazu bei, dass Metalle ausgezeichnete Leiter sind.
Begriffe
- ElektronenmeerDer Körper von delokalisierten Elektronen, der positive Metallionen in metallischen Bindungen umgibt.
- Metallische BindungEine chemische Bindung, bei der bewegliche Elektronen über viele Kerne verteilt sind; dies führt zu elektrischer Leitung.
Metallische Bindung
Metallische Bindung kann als die gemeinsame Nutzung freier Elektronen durch ein Gitter positiv geladener Metallionen beschrieben werden. Die Struktur metallischer Bindungen unterscheidet sich stark von derjenigen kovalenter und ionischer Bindungen. Während ionische Bindungen Metalle mit Nichtmetallen und kovalente Bindungen Nichtmetalle mit Nichtmetallen verbinden, sind metallische Bindungen für die Bindung zwischen Metallatomen verantwortlich.
In metallischen Bindungen delokalisieren die Valenzelektronen aus den s- und p-Orbitalen der interagierenden Metallatome. Das heißt, sie umkreisen nicht mehr ihre jeweiligen Metallatome, sondern bilden ein „Meer“ von Elektronen, das die positiv geladenen Atomkerne der wechselwirkenden Metallionen umgibt. Die Elektronen bewegen sich dann frei in dem Raum zwischen den Atomkernen.
Die Merkmale metallischer Bindungen erklären eine Reihe einzigartiger Eigenschaften von Metallen:
- Metalle sind gute Stromleiter, weil die Elektronen im Elektronenmeer frei fließen und elektrischen Strom übertragen können.
- Metalle sind dehnbar und verformbar, weil lokale Bindungen leicht gebrochen und neu gebildet werden können.
- Metalle sind glänzend. Licht kann ihre Oberfläche nicht durchdringen; die Photonen werden einfach von der Metalloberfläche reflektiert. Allerdings gibt es eine Obergrenze für die Frequenz des Lichts, bei der die Photonen reflektiert werden.
Metallische Verbindungen können zwischen verschiedenen Elementen auftreten und eine Legierung bilden. Aluminiumfolie und Kupferdraht sind Beispiele für metallische Bindungen in Aktion.
Metallische Bindungen werden durch starke Anziehungskräfte vermittelt. Diese Eigenschaft trägt zu der geringen Flüchtigkeit, den hohen Schmelz- und Siedepunkten und der hohen Dichte der meisten Metalle bei. Die Gruppe-XII-Metalle Zink, Cadmium und Quecksilber sind Ausnahmen von dieser Regel.