La liaison métallique
- Définir la liaison métallique.
- Décrire les propriétés des métaux.
Pourquoi les métaux se comportent-ils comme ils le font ?
L’image ci-dessus représente une plaque de cuivre qui a été fabriquée en 1893. L’ustensile présente une grande quantité de décorations élaborées et l’article est très utile. Que se serait-il passé si on avait décidé que le chlorure de cuivre (I) était un matériau tout aussi bon (bon, il y a bien du cuivre dedans). Le CuCl se serait transformé en poudre lorsque nous l’aurions martelé pour le façonner. Les métaux se comportent de manière unique. La liaison qui se produit dans un métal est responsable de ses propriétés distinctives : éclat, malléabilité, ductilité et excellente conductivité.
La liaison métallique
Les métaux purs sont des solides cristallins, mais contrairement aux composés ioniques, chaque point du réseau cristallin est occupé par un atome identique. Les électrons des niveaux d’énergie extérieurs d’un métal sont mobiles et capables de dériver d’un atome métallique à un autre. Cela signifie que le métal est plutôt considéré comme un ensemble d’ions positifs entourés d’une mer d’électrons de valence mobiles. Les électrons qui sont capables de se déplacer librement dans les orbitales vides du cristal métallique sont appelés électrons délocalisés (voir la figure ci-dessous). Une liaison métallique est l’attraction des cations métalliques stationnaires vers les électrons mobiles environnants.
Figure 8.16
Dans un métal, les cations métalliques stationnaires sont entourés d’une mer d’électrons de valence mobiles qui ne sont associés à aucun cation.
Propriétés des métaux
Le modèle de liaison métallique explique les propriétés physiques des métaux. Les métaux conduisent très bien l’électricité et la chaleur grâce à leurs électrons qui circulent librement. Lorsque les électrons entrent à une extrémité d’un morceau de métal, un nombre égal d’électrons s’écoule vers l’extérieur à l’autre extrémité. Lorsque de la lumière est projetée sur la surface d’un métal, ses électrons absorbent de petites quantités d’énergie et sont excités dans l’une de ses nombreuses orbitales vides. Les électrons redescendent immédiatement à des niveaux d’énergie inférieurs et émettent de la lumière. Ce processus est responsable de l’éclat élevé des métaux.
Figure 8.17
L’American Platinum Eagle est la pièce d’investissement en platine officielle des États-Unis et a été frappée pour la première fois en 1997. Le lustre d’un métal est dû à ses liaisons métalliques.
Rappelons que les composés ioniques sont très fragiles. L’application d’une force fait que les ions de même charge dans le cristal se rapprochent trop les uns des autres, ce qui fait éclater le cristal. Lorsqu’une force est appliquée à un métal, les électrons libres peuvent se glisser entre les cations stationnaires et les empêcher d’entrer en contact. Imaginez des roulements à billes enduits d’huile qui glissent l’un sur l’autre. Par conséquent, les métaux sont très malléables et ductiles. Ils peuvent être martelés en formes, laminés en feuilles fines ou tirés en fils fins.
Summary
- La liaison métallique est responsable des propriétés des métaux.
- Les métaux conduisent bien l’électricité et la chaleur.
- Les métaux sont ductiles et malléables.
- Les métaux ont de l’éclat.
Pratique
Questions
Utilisez le lien ci-dessous pour répondre aux questions suivantes :
http://www.chemguide.co.uk/atoms/bonding/metallic.html
- Que deviennent les électrons de valence dans les métaux ?
- Qu’est-ce qui maintient les atomes d’un métal ensemble ?
- Qu’est-ce qui arrive à la liaison métallique lorsqu’un métal est fondu ?
- Qu’est-ce qui arrive à la liaison métallique lorsqu’un métal bout ?
Revue
Questions
- Qu’est-ce qu’un électron délocalisé ?
- Pourquoi les métaux conduisent bien l’électricité et la chaleur ?
- Pourquoi les métaux ont-ils de l’éclat ?
- Électrons délocalisés : Des électrons qui sont capables de se déplacer librement à travers les orbitales vides du cristal métallique.
- Ductile : Capable d’être étiré en un fil mince.
- Eclat : Un léger lustre ou une douce lueur, notamment celle d’une surface partiellement réfléchissante.
- malléable : Capable d’être martelé ou pressé de façon permanente en dehors de la forme sans se casser ou se fissurer.
- Liaison métallique : L’attraction des cations métalliques stationnaires vers les électrons mobiles environnants.