Chimie pentru neinițiațiatori

Legătura metalică

De ce se comportă metalele așa cum se comportă?

Imaginea de mai sus reprezintă o placă de cupru care a fost realizată în 1893. Ustensila are un decor foarte elaborat, iar obiectul este foarte util. Ce s-ar fi întâmplat dacă am fi decis că clorura de cupru (I) este un material la fel de bun (ei bine, are cupru în ea). CuCl ar fi ajuns sub formă de pulbere atunci când am fi bătut pe ea pentru a o modela. Metalele se comportă în moduri unice. Legătura care apare într-un metal este responsabilă pentru proprietățile sale distinctive: strălucire, maleabilitate, ductilitate și conductivitate excelentă.

Legătura metalică

Metalele pure sunt solide cristaline, dar, spre deosebire de compușii ionici, fiecare punct din rețeaua cristalină este ocupat de un atom identic. Electronii din nivelele energetice exterioare ale unui metal sunt mobili și capabili să plutească în derivă de la un atom metalic la altul. Acest lucru înseamnă că metalul este privit mai degrabă ca o serie de ioni pozitivi înconjurați de o mare de electroni de valență mobili. Electronii care sunt capabili să se deplaseze liber în orbitalii goi ai cristalului metalic se numesc electroni delocalizați (a se vedea figura de mai jos ). O legătură metalică reprezintă atracția cationilor metalici staționari față de electronii mobili din jur.

Proprietățile metalelor

Modelul legăturii metalice explică proprietățile fizice ale metalelor. Metalele conduc foarte bine electricitatea și căldura datorită electronilor lor care circulă liber. Pe măsură ce electronii intră într-un capăt al unei bucăți de metal, un număr egal de electroni curge spre exterior de la celălalt capăt. Atunci când lumina luminează suprafața unui metal, electronii acestuia absorb cantități mici de energie și se excită într-unul dintre numeroșii săi orbitali goi. Electronii coboară imediat la niveluri energetice inferioare și emit lumină. Acest proces este responsabil pentru strălucirea ridicată a metalelor.

Reamintim că compușii ionici sunt foarte fragili. Aplicarea unei forțe are ca rezultat faptul că ionii cu sarcini asemănătoare din cristal se apropie prea mult unul de altul, ceea ce face ca cristalul să se spargă. Atunci când se aplică o forță unui metal, electronii care circulă liber pot aluneca între cationii staționari și îi împiedică să intre în contact. Imaginați-vă rulmenți cu bile care au fost acoperiți cu ulei și care alunecă unul pe lângă celălalt. Ca urmare, metalele sunt foarte maleabile și ductile . Ele pot fi ciocănite în forme, laminate în foi subțiri sau trase în fire subțiri.

Rezumat

• Legătura metalică este responsabilă pentru proprietățile metalelor.
• Metalele conduc bine electricitatea și căldura.
• Metalele sunt ductile și maleabile.
• Metalele au strălucire.

Practică

Întrebări

Utilizați link-ul de mai jos pentru a răspunde la următoarele întrebări:

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

1. Ce se întâmplă cu electronii de valență în metale?
2. Ce ține împreună atomii unui metal?
3. Ce se întâmplă cu legătura metalică atunci când un metal este topit?
4. Ce se întâmplă cu legătura metalică atunci când un metal fierbe?
5. Ce se întâmplă cu legătura metalică atunci când un metal fierbe?

Revizuire

Întrebări

1. Ce este un electron delocalizat?
2. De ce conduc bine electricitatea și căldura metalele?
3. De ce metalele au strălucire?