Lärandemål
- Beskriv elektronhavsmodellen för metallisk bindning.
Nyckelpunkter
- Många av metallernas unika egenskaper kan förklaras av metallbindningar.
- Metalliska bindningar kan uppstå mellan olika grundämnen för att bilda en legering.
- I motsats till elektroner som deltar i både joniska och kovalenta bindningar, delokaliserar elektroner som deltar i metalliska bindningar och bildar ett hav av elektroner runt metallernas positiva kärnor. Tillgången till ”fria” elektroner bidrar till att metaller är utmärkta ledare.
Termer
- elektronhavDen kropp av delokaliserade elektroner som omger positiva metalljoner i metalliska bindningar.
- metallisk bindningEn kemisk bindning där rörliga elektroner delas över många atomkärnor; detta leder till elektrisk ledning.
Metallisk bindning
Metallisk bindning kan beskrivas som delningen av fria elektroner mellan ett gitter av positivt laddade metalljoner. Metallbindningars struktur skiljer sig mycket från kovalenta och joniska bindningar. Medan joniska bindningar förenar metaller med icke-metaller och kovalenta bindningar förenar icke-metaller med icke-metaller, ansvarar metalliska bindningar för bindningen mellan metallatomer.
I metalliska bindningar delokaliseras valenselektronerna från s- och p-orbitalerna hos de interagerande metallatomerna. Det vill säga, i stället för att kretsa kring sina respektive metallatomer bildar de ett ”hav” av elektroner som omger de positivt laddade atomkärnorna hos de interagerande metalljonerna. Elektronerna rör sig sedan fritt i hela utrymmet mellan atomkärnorna.
Metallbindningarnas egenskaper förklarar ett antal av metallernas unika egenskaper:
- Metaller är goda ledare för elektricitet eftersom elektronerna i elektronhavet är fria att flöda och bära elektrisk ström.
- Metaller är duktiga och formbara eftersom lokala bindningar lätt kan brytas och återbildas.
- Metaller är glänsande. Ljus kan inte tränga igenom deras yta; fotonerna reflekteras helt enkelt av metallytan. Det finns dock en övre gräns för den ljusfrekvens vid vilken fotonerna reflekteras.
Metalliska bindningar kan uppstå mellan olika grundämnen och bilda en legering. Aluminiumfolie och koppartråd är exempel på metalliska bindningar i praktiken .
Metalliska bindningar förmedlas av starka attraktionskrafter. Denna egenskap bidrar till de flesta metallers låga flyktighet, höga smält- och kokpunkter och höga densitet. Grupp-XII-metaller som zink, kadmium och kvicksilver är undantag från denna regel.