Objectif d’apprentissage
- Décrire le modèle de la mer électronique de la liaison métallique.
Points clés
- Plusieurs des propriétés uniques des métaux peuvent être expliquées par les liaisons métalliques.
- Des liaisons métalliques peuvent se produire entre différents éléments pour former un alliage.
- Contrairement aux électrons qui participent aux liaisons ioniques et covalentes, les électrons qui participent aux liaisons métalliques se délocalisent, formant une mer d’électrons autour des noyaux positifs des métaux. La disponibilité d’électrons « libres » contribue à faire des métaux d’excellents conducteurs.
Termes
- mer d’électronsLe corps d’électrons délocalisés qui entoure les ions positifs des métaux dans les liaisons métalliques.
- liaison métalliqueLa liaison chimique dans laquelle les électrons mobiles sont partagés sur de nombreux noyaux ; cela conduit à une conduction électrique.
La liaison métallique
La liaison métallique peut être décrite comme le partage d’électrons libres entre un réseau d’ions métalliques chargés positivement. La structure des liaisons métalliques est très différente de celle des liaisons covalentes et ioniques. Alors que les liaisons ioniques unissent des métaux à des non-métaux et que les liaisons covalentes unissent des non-métaux à des non-métaux, les liaisons métalliques sont responsables de la liaison entre les atomes métalliques.
Dans les liaisons métalliques, les électrons de valence des orbitales s et p des atomes métalliques en interaction se délocalisent. C’est-à-dire qu’au lieu de graviter autour de leurs atomes métalliques respectifs, ils forment une « mer » d’électrons qui entoure les noyaux atomiques chargés positivement des ions métalliques en interaction. Les électrons se déplacent alors librement dans l’espace entre les noyaux atomiques.
Les caractéristiques des liaisons métalliques expliquent un certain nombre de propriétés uniques des métaux :
- Les métaux sont de bons conducteurs d’électricité car les électrons de la mer d’électrons sont libres de circuler et de transporter du courant électrique.
- Les métaux sont ductiles et malléables car les liaisons locales peuvent être facilement brisées et reformées.
- Les métaux sont brillants. La lumière ne peut pas pénétrer leur surface ; les photons se reflètent simplement sur la surface du métal. Cependant, il existe une limite supérieure à la fréquence de la lumière à laquelle les photons sont réfléchis.
Des liaisons métalliques peuvent se produire entre différents éléments, formant un alliage. La feuille d’aluminium et le fil de cuivre sont des exemples de liaisons métalliques en action.
Les liaisons métalliques sont médiées par de fortes forces attractives. Cette propriété contribue à la faible volatilité, aux points de fusion et d’ébullition élevés et à la densité élevée de la plupart des métaux. Les métaux du groupe XII, le zinc, le cadmium et le mercure, font exception à cette règle.
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