Learning Objective
- Describe the electron sea model of metallic bonding.
Kärkikohdat
- Monetallien ainutlaatuisista ominaisuuksista monet voidaan selittää metallisidoksilla.
- Metallisidoksia voi esiintyä eri alkuaineiden välillä muodostaen metalliseoksen.
- Toisin kuin ionisidoksiin ja kovalenttisiin sidoksiin osallistuvat elektronit, metallisidoksiin osallistuvat elektronit delokalisoituvat muodostaen elektronimeren metallien positiivisten ytimien ympärille. ”Vapaiden” elektronien saatavuus vaikuttaa osaltaan siihen, että metallit ovat erinomaisia johtimia.
Termit
- ElektronimeriDelokalisoituneiden elektronien joukko, joka ympäröi positiivisia metalli-ioneja metallisidoksissa.
- metallinen sidosKemiallinen sidos, jossa liikkuvia elektroneja jaetaan useiden ytimien kesken; tämä johtaa sähköiseen johtumiseen.
metallinen sidos
Metallinen sidos voidaan kuvata vapaiden elektronien jakamisena positiivisesti varautuneiden metalli-ionien ristikon kesken. Metallisidosten rakenne on hyvin erilainen kuin kovalenttisten ja ionisidosten. Siinä missä ionisidokset yhdistävät metalleja epämetalleihin ja kovalenttiset sidokset yhdistävät epämetalleja epämetalleihin, metallisidokset vastaavat metalliatomien välisestä sidoksesta.
Metallisidoksissa vuorovaikutuksessa olevien metalliatomien s- ja p-orbitaalien valenssielektronit delokaloituvat. Toisin sanoen sen sijaan, että ne kiertäisivät omia metalliatomeitaan, ne muodostavat elektronien ”meren”, joka ympäröi vuorovaikutuksessa olevien metalli-ionien positiivisesti varattuja atomiytimiä. Elektronit liikkuvat tällöin vapaasti koko atomiytimien välisessä tilassa.
Metallisidosten ominaispiirteet selittävät useita metallien ainutlaatuisia ominaisuuksia:
- Metallit ovat hyviä sähkönjohtimia, koska elektronimeren elektronit voivat vapaasti virrata ja kuljettaa sähkövirtaa.
- Metallit ovat sitkeitä ja muovattavia, koska paikalliset sidokset voidaan helposti katkaista ja muodostaa uudelleen.
- Metallit ovat kiiltäviä. Valo ei voi läpäistä niiden pintaa, vaan fotonit yksinkertaisesti heijastuvat metallipinnasta. Valon taajuudella, jolla fotonit heijastuvat, on kuitenkin yläraja.
Metallisidoksia voi esiintyä eri alkuaineiden välillä muodostaen metalliseoksen. Alumiinifolio ja kuparilanka ovat esimerkkejä toimivista metallisista sidoksista.
Metallisidoksia välittävät vahvat vetovoimat. Tämä ominaisuus vaikuttaa osaltaan useimpien metallien vähäiseen haihtuvuuteen, korkeisiin sulamis- ja kiehumispisteisiin ja suureen tiheyteen. Ryhmän-XII metallit sinkki, kadmium ja elohopea ovat poikkeuksia tästä säännöstä.
.