Kémia nem szakos hallgatóknak

Fémkötés

  • Fémkötés meghatározása.
  • Fémek tulajdonságainak leírása.

Miért viselkednek a fémek úgy, ahogyan viselkednek?

A fenti képen egy 1893-ban készült rézlemez látható. A használati tárgyon nagyon szépen kidolgozott díszítés található, és a tárgy nagyon hasznos. Mi történt volna, ha úgy döntünk, hogy a réz(I)klorid ugyanolyan jó anyag (nos, abban is van réz). A CuCl porként végezné, ha püfölve formáznánk. A fémek egyedi módon viselkednek. A fémekben létrejövő kötés felelős a fémek jellegzetes tulajdonságaiért: a csillogásért, az alakíthatóságért, a képlékenységért és a kiváló vezetőképességért.

A fémes kötés

A tiszta fémek kristályos szilárd testek, de az ionos vegyületekkel ellentétben a kristályrács minden pontját azonos atom foglalja el. A fémek külső energiaszintjein lévő elektronok mozgékonyak, és képesek egyik fématomról a másikra vándorolni. Ez azt jelenti, hogy a fémet inkább úgy tekinthetjük, mint pozitív ionok sorát, amelyeket mozgó valenciaelektronok tengere vesz körül. Azokat az elektronokat, amelyek képesek szabadon mozogni a fémkristály üres pályáin, delokalizált elektronoknak nevezzük (lásd az alábbi ábrát ). A fémes kötés az álló fémkationok vonzása a környező mozgó elektronokhoz.

8.16. ábra

A fémekben az álló fémkationokat mozgó valenciaelektronok tengere veszi körül, amelyek nem kapcsolódnak egyetlen kationhoz sem.

A fémek tulajdonságai

A fémes kötés modellje magyarázza a fémek fizikai tulajdonságait. A fémek a szabadon áramló elektronjaik miatt nagyon jól vezetik az elektromosságot és a hőt. Ahogy az elektronok belépnek egy fémdarab egyik végébe, ugyanannyi elektron áramlik ki a másik végéből. Amikor fény éri a fém felületét, az elektronok kis mennyiségű energiát vesznek fel, és a sok üres pálya egyikére gerjesztődnek. Az elektronok azonnal visszaesnek alacsonyabb energiaszintre, és fényt bocsátanak ki. Ez a folyamat felelős a fémek magas csillogásáért.

8.17. ábra

Az American Platinum Eagle az Egyesült Államok hivatalos platina aranyérme, amelyet először 1997-ben vertek. Egy fém csillogása a fémes kötéseknek köszönhető.

Memlékezzünk arra, hogy az ionos vegyületek nagyon törékenyek. Erő kifejtése azt eredményezi, hogy a kristályban lévő hasonló töltésű ionok túl közel kerülnek egymáshoz, és a kristály összetörik. Amikor egy fémre erőt alkalmazunk, a szabadon áramló elektronok becsúszhatnak az álló kationok közé, és megakadályozhatják, hogy azok érintkezzenek. Képzeljük el, hogy olajjal bevont golyóscsapágyak csúsznak egymás mellett. Ennek eredményeként a fémek nagyon képlékenyek és képlékenyek. Formára kalapálhatók, vékony lemezekké hengerelhetők vagy vékony drótokká húzhatók.

Összefoglaló

  • A fémek tulajdonságaiért a fémes kötés felelős.
  • A fémek jól vezetik az elektromosságot és a hőt.
  • A fémek képlékenyek és alakíthatóak.
  • A fémeknek csillogásuk van.

GYakorlat

Kérdések

Az alábbi link segítségével válaszolj a következő kérdésekre:

http://www.chemguide.co.uk/atoms/bonding/metallic.html

  1. Mi történik a fémekben a valenciaelektronokkal?
  2. Mi tartja össze egy fém atomjait?
  3. Mi történik a fémes kötéssel, ha egy fémet megolvasztunk?
  4. Mi történik a fémes kötéssel, ha egy fémet felforralunk?

Áttekintés

Kérdések

  1. Mi a delokalizált elektron?
  2. Miért vezetik jól az elektromosságot és a hőt a fémek?
  3. Miért csillognak a fémek?
  • delokalizált elektronok: Olyan elektronok, amelyek képesek szabadon mozogni a fémkristály üres pályáin.
  • duktilis: Képesek vékony dróttá húzódni.
  • csillogás: Gyengéd csillogás vagy lágy ragyogás, különösen egy részben tükröződő felületen.
  • formálható: Képes arra, hogy törés vagy repedés nélkül tartósan formára kalapáljuk vagy nyomjuk.
  • fémes kötés: Az álló fémkationok vonzása a környező mozgó elektronokhoz.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.