Obiettivo di apprendimento
- Descrivere il modello del mare di elettroni del legame dei metalli.
Punti chiave
- Molte delle proprietà uniche dei metalli possono essere spiegate dai legami metallici.
- I legami metallici possono verificarsi tra elementi diversi per formare una lega.
- In contrasto con gli elettroni che partecipano ai legami ionici e covalenti, gli elettroni che partecipano ai legami metallici si delocalizzano, formando un mare di elettroni intorno ai nuclei positivi dei metalli. La disponibilità di elettroni “liberi” contribuisce a rendere i metalli eccellenti conduttori.
Termini
- mare di elettroniIl corpo di elettroni delocalizzati che circonda gli ioni metallici positivi nei legami metallici.
- legame metallicoUn legame chimico in cui gli elettroni mobili sono condivisi su molti nuclei; questo porta alla conduzione elettrica.
legame metallico
Il legame metallico può essere descritto come la condivisione di elettroni liberi tra un reticolo di ioni metallici con carica positiva. La struttura dei legami metallici è molto diversa da quella dei legami covalenti e ionici. Mentre i legami ionici uniscono i metalli ai non metalli, e i legami covalenti uniscono i non metalli ai non metalli, i legami metallici sono responsabili del legame tra gli atomi di metallo.
Nei legami metallici, gli elettroni di valenza degli orbitali s e p degli atomi di metallo che interagiscono si delocalizzano. Cioè, invece di orbitare intorno ai loro rispettivi atomi metallici, formano un “mare” di elettroni che circonda i nuclei atomici con carica positiva degli ioni metallici che interagiscono. Gli elettroni si muovono quindi liberamente nello spazio tra i nuclei atomici.
Le caratteristiche dei legami metallici spiegano una serie di proprietà uniche dei metalli:
- I metalli sono buoni conduttori di elettricità perché gli elettroni nel mare di elettroni sono liberi di scorrere e portare corrente elettrica.
- I metalli sono duttili e malleabili perché i legami locali possono essere facilmente rotti e riformati.
- I metalli sono lucidi. La luce non può penetrare la loro superficie; i fotoni riflettono semplicemente sulla superficie del metallo. Tuttavia, c’è un limite superiore alla frequenza della luce a cui i fotoni vengono riflessi.
I legami metallici possono verificarsi tra elementi diversi, formando una lega. Il foglio di alluminio e il filo di rame sono esempi di legame metallico in azione.
I legami metallici sono mediati da forti forze attrattive. Questa proprietà contribuisce alla bassa volatilità, agli alti punti di fusione e di ebollizione e all’alta densità della maggior parte dei metalli. I metalli del gruppo-XII zinco, cadmio e mercurio sono eccezioni a questa regola.