Металлическая связь в химии: что это такое

Схема образования металлической связи на примерах

Механизм создания металлической связи включает отрыв частично свободных электронов от атома с образованием положительно заряженных катионов, которые образуют «каркас» кристаллической решетки и электронного облака. В этом случае металлический кристалл не приобретает ни положительного, ни отрицательного заряда.

Общий случай образования связей атомов металлов в химии, соответствующий приведенному выше определению:

Я — ne⁻ ⇆ I,

здесь n — количество электронов, участвующих в образовании связи, как правило, от 1 до 3.

В левой части уравнения находится атом металла, отдающий электроны, а в правой — от образовавшегося иона.

Формула показывает, что добавление и высвобождение электронов в кристалле происходит постоянно.

Схемы образования связей на примере атомов разной валентности:

• К — е⁻ ⇆ К;
• Cu — 2e⁻ ⇆ Cu;
• Al — 3e⁻ ⇆ Al.

Электроны, отделенные от атома, перемещаются на свободные валентные орбитали, которые общаются и позволяют всем электронам перемещаться внутри кристалла. Разделение электронов выгодно для атома с точки зрения баланса энергии, поскольку оно позволяет сформировать электронно-стабильную оболочку.

Характерные кристаллические решетки

Металлические кристаллы подразделяются на 3 основных типа:

• Объемно-центрированная кубическая решетка, в которой, помимо расположения атомов в четырех вершинах куба, один из них расположен в центре объемной фигуры. Такой тип твердой организации типичен для многих металлов, включая калий, натрий и литий, вольфрам, хром, ниобий и т.д.
• Гранецентрированная кубическая решетка характеризуется расположением атомов в центре граней. Всего в ячейке задействовано 10 атомов, 4 в вершинах и 6 на краях. Эта решетка встречается в меди, драгоценных металлах (серебре и золоте) и металлах платиновой группы: Pd, Pt.
• Гексагональная структура решетки предполагает расположение атомов по углам и внутри шестигранной призмы. Ячейка состоит из 15 атомов и содержит магний, кальций, осмий, бериллий и ряд других металлических элементов.

Общими свойствами всех решеток являются высокая симметрия и плотная упаковка составляющих их атомов. Некоторые элементы таблицы Менделеева образуют уникальную структуру, например элементарная ячейка In имеет тетрагональную структуру.

Для сплавов, являющихся химическими соединениями, также характерно образование кристаллов перечисленных типов, при этом атомы каждого металла занимают определенное место в структуре.

Например, в сплаве никеля и алюминия атомы Al расположены по углам, а атом Ni — в центре ОЦК ячейки. Свойства сплава и его структура влияют на класс прочности изделия из этого материала.

Сходства и отличия металлической химической связи от ионной

Помимо рассматриваемого, металлы могут образовывать другие типы связей, в том числе простую ионную.

Их общие характеристики:

• участие металлов, при этом металлическая связь образована исключительно атомами металлов, а ионная связь образуется между металлическими и неметаллическими элементами;
• металл высвобождает электроны и превращается в катион;
• соединения могут существовать в кристаллической форме.

Кристаллы с ионным характером соединения различаются по следующим параметрам:

1. В узлах находятся как положительно, так и отрицательно заряженные ионы. Структура металлической решетки состоит исключительно из катионов.
2. Узлы удерживаются вместе за счет электростатического взаимодействия.
3. При низких температурах кристаллические вещества, образовавшиеся в результате ионного взаимодействия, проявляют свойства диэлектриков (не проводят ток).
4. Перенос электронов от металлического атома происходит на орбиты неметаллического атома.

Типичным примером кристалла с ионной связью является поваренная соль, решетка которой образована ионами Na⁺ и Cl⁻. Такие кристаллические вещества не обладают пластичностью и блеском.

Металлическая химическая связь. Полные уроки — Гипермаркет знаний

Предмет. Металлическая химическая связь

Цель урока

• Дайте представление о металлической химической связи.

• Научитесь записывать образование металлической связи.

• Знайте физические свойства металлов.

• Научитесь четко различать типы химических связей.

Задачи урока

• Узнайте, как атомы металлов взаимодействуют друг с другом

• Определить, как металлическая связка влияет на свойства образующихся из нее веществ

Основные термины:

• Электроотрицательность — это химическое свойство атома, которое является количественной характеристикой способности атома в молекуле притягивать к себе пары обычных электронов.
• Химическая связь — это явление взаимодействия атомов из-за суперпозиции электронных облаков взаимодействующих атомов.
• Металлическая связь — это связь в металлах между атомами и ионами, образованная социализацией электронов.
• Ковалентная связь — это химическая связь, образованная суперпозицией пары валентных электронов. Электроны, обеспечивающие связь, называются общей электронной парой. Есть 2 типа: полярные и неполярные.
• Ионная связь — это химическая связь, которая образуется между атомами неметаллов, при которой общая электронная пара переходит к атому с более высокой электроотрицательностью. В результате атомы притягиваются как противоположно заряженные тела.
• Водородная связь — это химическая связь между электроотрицательным атомом и атомом водорода H, ковалентно связанная с другим электроотрицательным атомом. N, O или F могут действовать как электроотрицательные атомы. Водородные связи могут быть межмолекулярными или внутримолекулярными.ВО ВРЕМЯ КЛАССОВ

Металлическая химическая связь

Определите элементы, которые расположены в неправильном порядке. Почему Ca Fe PK Al Mg Na

Какие элементы таблицы Менделеева называют металлами?

Сегодня мы узнаем, какими свойствами обладают металлы и как они зависят от связи, которая образуется между ионами металлов. Для начала, вы помните положение металлов в таблице Менделеева? Металлы, как все мы знаем, обычно существуют не в виде отдельных атомов, а в форме куска, слитка или металлического продукта. Давайте выясним, что собирает атомы металлов в единый объем.
Рис один.

Золото В примере мы видим кусок золота. И, кстати, золото — уникальный металл. С помощью ковки из чистого золота можно сделать фольгу толщиной 0,002 мм! Такой тонкий лист пленки практически прозрачен и имеет зеленый оттенок в просвете. В результате из золотого слитка размером со спичечный коробок можно получить тонкую фольгу, которая покроет площадь теннисного корта.

Химически все металлы характеризуются легкостью отказа от валентных электронов и, следовательно, образованием положительно заряженных ионов и проявляют только положительное окисление. Вот почему свободные металлы являются восстановителями. Общей чертой атомов металлов является их большой размер по сравнению с неметаллами.

Внешние электроны расположены на больших расстояниях от ядра и поэтому слабо связаны с ним, поэтому легко разрываются. Атомы большего количества металлов на внешнем уровне имеют небольшое количество электронов — 1,2,3. Эти электроны легко отрываются, и атомы металла становятся ионами. Ме0 — n ē ⇆ Men + атомы металла — внешние электроны

орбиты ì ионы металлов Таким образом, оторвавшиеся электроны могут переходить от одного иона к другому, то есть становятся свободными и как бы соединяют их в единое целое. Таким образом, оказывается, что все оторвавшиеся электроны являются общими, поскольку Невозможно понять, какой электрон принадлежит какому из атомов металла.

Электроны могут соединяться с катионами, тем самым временно образуя атомы, от которых электроны затем отделяются при вдыхании. Этот процесс происходит непрерывно и без перерывов. Оказывается, в большинстве металлов атомы непрерывно превращаются в ионы и наоборот. В этом случае небольшое количество обычных электронов связывает большое количество атомов и ионов металлов.

Но важно, чтобы количество электронов в металле было равно полному заряду положительных ионов, то есть получается, что металл в целом остается электрически нейтральным. Этот процесс представлен как модель: ионы металлов находятся в облаке электронов. Такое облако электронов называется «электронный газ».

Чтобы лучше понять, что такое электронный газ и как он ведет себя в химических реакциях разных металлов, мы посмотрим интересное видео. (золото в этом видео обозначается только как цвет!)

Теперь мы можем написать определение: металлическая связь — это связь в металлах между атомами и ионами, образованная социализацией электронов.

Давайте сравним все известные нам типы подключений и расположим их, чтобы лучше различать, для этого посмотрим видео.

Металлическое соединение происходит не только в чистых металлах, но и характерно для смесей разных металлов, сплавов в разных агрегатных состояниях. Металлическая связь важна и определяет основные свойства металлов — электропроводность — беспорядочное движение электронов в объеме металла. Но с небольшой разностью потенциалов, так что электроны движутся упорядоченно. Металлы с лучшей проводимостью — это Ag, Cu, Au, Al. — пластичность. Связи между металлическими слоями не очень значительны, это позволяет слоям перемещаться под нагрузкой (деформировать металл, не разрушая его). Лучшие деформируемые металлы (мягкие) Au, Ag, Cu. — металлический блеск

Электронный газ отражает почти все световые лучи. Вот почему чистые металлы так ярко сияют и часто имеют серый или белый цвет. Металлы, которые лучше всего отражают Ag, Cu, Al, Pd, Hg

Упражнение 1

Выберите формулы веществ, которые имеют а) ковалентную полярную связь: Cl2, KCl, NH3, O2, MgO, CCl4, SO2; б) с ионной связью: HCl, KBr, P4, H2S, Na2O, CO2, CaS.

Упражнение 2

Удалите ненужные: a) CuCl2, Al, MgS b) N2, HCl, O2 c) Ca, CO2, Fe

г) MgCl2, NH3, H2

Интересно знать что…

Металлический натрий, металлический литий и другие щелочные металлы меняют цвет пламени. Металлический литий и его соли придают огню красный цвет, металлический натрий и соли натрия — желтый, металлический калий и его соли — пурпурный, рубидий и цезий — тоже пурпурный, но светлее.
Рис. 4. Кусок металлического лития
Рис. 5.

Пламенная окраска металлами

Литий (Li). Металлический литий, как и металлический натрий, относится к щелочным металлам. Оба растворяются в воде. Натрий растворяется в воде и образует едкий натр — очень сильную кислоту. Когда щелочные металлы растворяются в воде, выделяется много тепла и газа (водорода).

Эти металлы желательно не трогать руками, так как можно обжечься.

Сходства и отличия металлической химической связи от ионной и ковалентной

Все виды общения переплетаются между собой и имеют схожие характеристики. Более того, некоторые соединения могут иметь в молекуле одновременно несколько типов связей.

Связь металла аналогична ионной связи в том, что атомы металлов в соединениях легко отдают свои валентные электроны, которые слабо связаны с их атомными ядрами. Отрыв электронов от ядра приводит к образованию катионов металлов.

Обобществление отрицательно заряженных электронов через систему частично перекрывающихся металлических орбиталей приводит к образованию прочной химической связи, которая напоминает ковалентную связь в механизме образования.

Каждый из типов коммуникации имеет свои особенности конструкции решетки, взаимодействия частиц и характерных свойств.

Несмотря на схожесть металлической связи с ковалентной и ионной, каждая из них имеет ряд характеристик, благодаря которым легко определить тип связи в соединении.

Металлическая связь, в отличие от ковалентной связи, имеет высокую концентрацию электронов проводимости в атомах металла. Он менее прочен, чем ковалентный, и его энергия связи в 3-4 раза ниже.

В отличие от ковалентной связи металлическая:

• ненасыщенный — объединяет большое количество атомов;
• она непрямая и делокализованная, а электроны в связи разделяются всеми атомами соединения.

В отличие от ионной связи, металлическая связь образуется между отрицательно заряженными катионами и электронами, которые не связаны с ядром атома, а свободно перемещаются по кристаллической решетке.

Типы химической связи и их основные отличительные признаки

Сходство и различие с другими видами связей

В общем, об этой проблеме уже говорилось выше. Остается только обобщить и сделать вывод. Основными отличительными чертами металлических кристаллов от всех других видов связи являются:

• различные типы частиц, которые участвуют в процессе связывания (атомы, ионы или ион-атом, электроны);
• различная пространственно-геометрическая структура кристаллов.

С водородными и ионными связями металлические связи связаны ненасыщенностью и ненаправленностью. С полярным ковалентным сильным электростатическим притяжением между частицами. Кроме ионных: тип частиц в узлах кристаллической решетки (ионы). С неполярным ковалентным — атомы в узлах кристалла.

Виды, особенности образования, как происходит, схема

Между отдельными взаимосвязанными атомами не может быть металлической связи. Он появляется только в веществах.

Кроме того, связи в этих веществах непостоянны. Электроны, отделенные от атомов металла, превращаются в «электронный газ», так что они могут безопасно перемещаться через кристаллическую решетку.

Основой образования металлической химической связи является наличие свободных атомных орбиталей, а также свободных электронов.

Схема образования металлической связи может быть записана следующим образом:

Число n будет зависеть от положения химического элемента в Периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева. Количество внешних электронов равно номеру группы, в которой находится металл.

Характерные кристаллические решетки

Кристаллическая решетка в веществах с металлической связью является основой, своеобразной кристаллической структурой, в узлах которой находятся ионы металлов, а между ними в виде «электронного газа» движутся отрицательно заряженные электроны, периодически присоединяя ионы металлов, превращая их в атомы.

Форма кристаллической решетки различается в зависимости от группы, к которой принадлежит металл:

• щелочные металлы (литий Li, калий K, рубидий Rb и др.) имеют объемноцентрированную кубическую кристаллическую решетку;
• переходные элементы (алюминий Al, медь Cu, цинк Zn и др.) имеют гранецентрированную кубическую сетчатую форму;
• щелочноземельные металлы (бериллий Be, кальций Ca, радий Ra, за исключением бария) имеют гексагональную решетку;
• индий In имеет тетрагональную решетку;
• ртуть Hg имеет ромбоэдрическую решетку.

Металлическая связь: механизм образования

Если рассматривать это в общих чертах, то основные моменты мы уже обозначили выше. Наличие свободных атомных орбиталей и электронов, легко отделяемых от ядра из-за низкой энергии ионизации, являются основными условиями для образования этого типа связи. Таким образом, получается, что он сделан между следующими частицами:

• атомы в узлах кристаллической решетки;
• свободные электроны, находившиеся в металле валентно;
• ионы в узлах кристаллической решетки.

В результате получается металлическая связь. Механизм образования обычно выражают следующими обозначениями: Ме0 — e- ↔ Меn +. Из диаграммы видно, какие частицы присутствуют в металлическом кристалле.

Сами кристаллы могут иметь разную форму. Это зависит от конкретного вещества, с которым мы имеем дело.

Типы кристаллов металлов

Эта структура металла или его сплава характеризуется очень плотной упаковкой частиц. Он обеспечивается ионами в узлах кристалла. Сами решетки могут иметь разную геометрическую форму в пространстве.

1. Объемно-сфокусированная кубическая решетка — щелочные металлы.
2. Компактная гексагональная структура — все щелочноземельные элементы, кроме бария.
3. Гранецентрированный куб — алюминий, медь, цинк, многие переходные металлы.
4. Ромбоэдрическая структура встречается у ртути.
5. Тетрагональ — индий.

Чем тяжелее металл и чем ниже он в периодической таблице, тем сложнее его упаковка и пространственная организация кристалла. В этом случае металлическая химическая связь, примеры которой можно привести для любого существующего металла, имеет решающее значение при построении кристалла. Лиги имеют очень разнообразную организацию в космосе, некоторые из них еще не полностью изучены.

Характеристики связи: ненаправленность

Ковалентные и металлические связи имеют очень ярко выраженную отличительную особенность. В отличие от первого, металлическая связь не является направленной. Что это означает? То есть электронное облако внутри кристалла совершенно свободно перемещается в его пределах в разные стороны, каждый из электронов способен прикрепиться к любому иону в узлах структуры. То есть взаимодействие осуществляется в разных направлениях. Следовательно, металлическая связь называется ненаправленной.

Механизм ковалентной связи включает образование пар общих электронов, то есть облаков наложенных друг на друга атомов. Причем происходит строго по определенной линии, соединяющей их центры. Поэтому и говорят о направлении такой связи.

Основные типы химических связей

В химии существует четыре типа связей: ковалентная, ионная, металлическая и водородная. Но в чистом виде они встречаются редко, обычно наблюдается перекрытие разных типов химических связей. Например, в молекуле фосфата аммония (NH4) 3PO4 существует как ионная связь между ионами, так и ковалентная связь внутри ионов.

Отметим также, что во время образования кристалла тип связи между частицами зависит от того, какой будет кристаллическая решетка. Если это ковалентная связь, образуется атомная решетка, если водородная связь является молекулярной решеткой, а если она ионная или металлическая, то будет ионная или металлическая решетка соответственно. Следовательно, влияя на тип кристаллической решетки, химическая связь также определяет физические свойства вещества: твердость, летучесть, температуру плавления и так далее

Основные характеристики химической связи:

• насыщение — ограничение количества образующихся связей за счет конечного числа неспаренных электронов;
• полярность — неравномерная электронная плотность между атомами и смещение общей пары электронов на одном из них;
• направленность — ориентация связи в пространстве, расположение орбиталей атомов под определенным углом друг относительно друга.

Ковалентная связь

Как упоминалось выше, у этого типа связи есть два механизма образования: обменный и донорно-акцепторный. В механизме обмена свободные электроны двух атомов объединяются в пару, а в донорно-акцепторном механизме пара электронов от одного из атомов перемещается к другому по его свободной орбитали.

Ковалентная связь — это процесс взаимодействия атомов с равными или близкими радиусами, при котором образуется общая электронная пара. Если эта пара в равной степени принадлежит обоим взаимодействующим атомам, это неполярная связь, а если она перемещается к одному из них, это полярная связь.

Как вы помните, сила притяжения электронов определяется электроотрицательностью атома. Если это одинаково для двух атомов, между ними будет неполярная связь, а если один из атомов имеет большой EO, общая электронная пара будет перемещаться по нему, и будет получена полярная химическая связь.

Важно В зависимости от того, сколько электронных пар получено, химические связи могут быть одинарными, двойными или тройными.

Неполярная ковалентная связь образуется в молекулах простых неметаллических веществ с одним и тем же ЭО: Cl2, O2, N2, F2 и других.

Давайте посмотрим на схему образования этой химической связи. У каждого атома водорода есть внешний электрон, который образует общую пару.

Ковалентная полярная связь характерна для неметаллов с разным уровнем ЭО: HCl, NH3, HBr, H2O, H2S и других.

Давайте посмотрим, как выглядит такая связь в молекуле соляной кислоты. У водорода один свободный электрон, у хлора семь. Следовательно, есть только два неспаренных электрона, которые объединяются в общую пару. Поскольку в этом случае для хлора ЭО больше, эта пара смещена в его сторону.

Другой пример — молекула сероводорода H2S. В этом случае мы видим, что каждый атом водорода имеет одну химическую связь, а атом серы — две. Количество связей определяет валентность атома в конкретном соединении; следовательно, валентность серы в сероводороде равна II.

Количество связей, которые может иметь атом в молекуле вещества, называется валентностью.

Характеристики ковалентной связи:

• насыщенный,
• непосредственный,
• имеет полярность.

Ионная связь

Как следует из названия, этот тип связи основан на взаимном притяжении ионов с противоположными зарядами. Это возможно между веществами с большой разницей в ЭО: металл и неметалл. Механизм следующий: один из атомов отдает свои электроны другому атому и становится положительно заряженным. Второй атом переносит электроны на пустую орбиталь и получает отрицательный заряд. В результате этого процесса образуются ионы.

Ионная связь — это взаимодействие между атомами в молекуле вещества, результатом которого является образование и взаимное притяжение ионов.

Невероятно заряженные ионы стремятся друг к другу из-за кулоновского притяжения, которое одинаково направлено во всех направлениях. Благодаря этому притяжению образуются ионные кристаллы, в решетке которых чередуются заряды ионов. У каждого иона есть несколько ближайших соседей — это называется координационным числом.

Обычно ионная связь возникает между металлическими и неметаллическими атомами в таких соединениях, как NaF, CaCl2, BaO, NaCl, MgF2, RbI и других. Ниже представлена ​​диаграмма ионной связи в молекуле хлорида натрия.

Важно! Все соли образуются с использованием ионных связей, поэтому в случаях, когда необходимо определить тип химической связи в веществах, таблица растворимости может использоваться в качестве рекомендации.

Характеристики ионной связи:

• ненасыщенный
• у него нет направления.

Ковалентные и ионные связи в целом похожи, и одну из них можно рассматривать как крайнее выражение другой. Но между ними все же есть существенная разница. Сравним эти типы химических связей в таблице.

Ковалентная связьИонная связь

для него характерно появление пар электронов, принадлежащих обоим атомам.	он характеризуется появлением и взаимным притяжением ионов.
Общая пара электронов притягивается к обоим ядрам атомов.	Противоположно заряженные ионы подвержены кулоновскому притяжению.
В нем есть фокусировка и насыщенность.	Ненасыщенный и несфокусированный.
Количество связей, образованных атомом, называется валентностью.	Число ближайших соседей атома называется координационным числом.
Образуется из неметаллов с одинаковым или не сильно различающимся ЭО.	Образуется между металлами и неметаллами — веществами с существенно разными ЭО.

Металлическая связь

Отличительной особенностью металлов является то, что их атомы имеют довольно большой радиус и легко отдают свои внешние электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы (катионы). В результате получается кристаллическая решетка, в узлах которой находятся ионы, а электроны проводимости движутся беспорядочно, образуя «электронное облако» или «электронный газ».

Свободные электроны мигрируют от одного иона к другому, временно присоединяются к ним и снова освобождаются, чтобы плавать. Этот механизм по своей природе напоминает ковалентную связь, но взаимодействие происходит не между отдельными атомами, а в веществе.

Металлическая связь — это взаимодействие положительных ионов металла и отрицательно заряженных электронов, которые являются частью «электронного облака», разбросанного по всему объему материи.

Наличие такого «электронного облака», которое может предполагать направленное движение, определяет электропроводность металлов. Другие их качества — пластичность и пластичность — объясняются тем, что ионы в кристаллической решетке легко перемещаются. Таким образом, металл способен растягиваться при ударе, но не разрушаться.

Характеристики металлической связки:

• отсутствие направления,
• делокализованный персонаж,
• мультиэлектроника.

Металлическая связь присуща как простым веществам, таким как Na, Ba, Ag, Cu, так и сложным сплавам, например AlCr2, CuAl11Fe4, Ca2Cu и другим.

Металлическая схема подключения:

М — металл,

n — количество свободных внешних электронов.

Например, у чистого железа два электрона снаружи, поэтому его металлический рисунок связи выглядит следующим образом:

Обобщаем все полученные знания. В таблице ниже кратко описаны химические связи и структура вещества.

Кратко о химических связях

Итак, самое главное. Химическая связь — это взаимодействие атомов, причиной которого является стремление системы обрести устойчивое состояние. Во время взаимодействия свободные внешние электроны атомов объединяются попарно или внешний электрон одного атома переходит к другому.

Образование химической связи сопровождается выделением энергии. Эта энергия увеличивается с увеличением числа образованных электронных пар и с уменьшением расстояния между ядрами атомов.

Основные типы химических связей: ковалентные (полярные и неполярные), ионные, металлические и водородные. В отличие от всех остальных водород ближе к молекулярным связям, так как может находиться как внутри одной молекулы, так и между разными молекулами.

Как определить тип химической связи:

• В неметаллических молекулах между атомами с аналогичным ЭО образуется ковалентная полярная связь.
• Неполярная ковалентная связь возникает между атомами с разными ЭО.
• Ионная связь приводит к образованию и взаимному притяжению ионов. Это происходит между металлическими и неметаллическими атомами.
• Металлическая связь возникает только между атомами металла. Это взаимодействие положительных ионов в кристаллической решетке и свободных отрицательных электронов. Масса свободных электронов, разбросанных по объему, представляет собой «электронное облако».
• Водородная связь возникает, когда есть высокий атом EO и атом водорода, связанный с другой электроотрицательной частицей ковалентной связью.

Химическая связь и молекулярная структура: тип химической связи определяет кристаллическую решетку вещества: ионная, металлическая, атомная или молекулярная.

Таблица поможет определить тип химической связи в 8 классе.

Состав веществаЭлементы в составе веществаХимическая связьТип кристаллической решетки

Простой	Металл	Металл	Металл
Не металл с тем же EO	Неполярный ковалентный	Молекулярный или атомный
Жесткий	Металл, а не металл	Ионный	Ионный
Не металл с разными ЭО	Ковалентный полярный	Молекулярный или атомный

Металлы и их физические свойства

Металлы содержатся в подавляющем большинстве всех химических элементов. Это связано с их особыми свойствами. Значительная часть из них была получена человеком в результате ядерных реакций в лаборатории; они радиоактивны с коротким периодом полураспада.

Однако большинство из них являются природными элементами, которые образуют целые породы и минералы и являются одними из самых важных соединений. Именно из них люди научились лить сплавы и делать много красивых и важных изделий. Это медь, железо, алюминий, серебро, золото, хром, марганец, никель, цинк, свинец и многие другие.

Для всех металлов можно выделить общие физические свойства, которые объясняются схемой образования металлической связи. Что это за свойства?

1. Пластичность и пластичность. Известно, что многие металлы также можно ламинировать в виде фольги (золото, алюминий). Другие используются для производства проволоки, гибких металлических листов, продуктов, которые могут деформироваться под физическим воздействием, но которые сразу же восстанавливают свою форму после их остановки. Именно эти качества металлов называют пластичностью и пластичностью. Причина этой особенности — металлический тип соединения. Ионы и электроны в кристалле скользят друг относительно друга, не разрушаясь, что позволяет сохранить целостность всей конструкции.
2. Металлический блеск. Это также объясняет металлическую связь, механизм образования, ее характеристики и характеристики. Таким образом, не все частицы способны поглощать или отражать световые волны одинаковой длины. Атомы большинства металлов отражают коротковолновые лучи и приобретают почти одинаковый цвет — серебристый, белый, голубоватый оттенок. Исключение составляют медь и золото, их цвета соответственно красновато-красный и желтый. Они способны отражать более длинноволновое излучение.
3. Тепло и электропроводность. Эти свойства также объясняются структурой кристаллической решетки и тем, что при ее образовании образуется связь металлического типа. Благодаря движению «электронного газа» внутри кристалла электрический ток и тепло мгновенно и равномерно распределяются между всеми атомами и ионами и переносятся через металл.
4. Твердое агрегатное состояние при нормальных условиях. Здесь единственное исключение — ртуть. Все остальные металлы обязательно представляют собой твердые и прочные соединения, как и их сплавы. Это также результат наличия металлической связи в металлах. Механизм образования такого типа связи между частицами полностью подтверждает свойства.

Это основные физические характеристики металлов, которые объясняются и определяются характером образования металлических связей. Такой способ соединения атомов актуален именно для элементов металлов, их сплавов. То есть для них в твердом и жидком состоянии.

Водородная связь

Этот тип связи в химии уникален, так как может быть как внутри молекулы, так и между молекулами. Как правило, в неорганических веществах эта связь возникает между молекулами.

Между водородсодержащими молекулами образуется водородная связь. Точнее, между атомами водорода в этих молекулах и атомами с более высоким содержанием ЭО в других молекулах вещества.

Поясним механизм такой химической связи более подробно. Есть молекулы A и B, которые содержат водород. В этом случае молекула A содержит электроотрицательные атомы, а в молекуле B водород имеет ковалентную полярную связь с другими электроотрицательными атомами. В этом случае между атомом водорода в молекуле B и электроотрицательным атомом в молекуле A образуется водородная связь.

Это взаимодействие носит донорно-акцепторный характер. В этом случае донором электронов является электроотрицательный элемент, а акцептором — водород.

Графически водородная связь обозначена тремя точками. Ниже представлена ​​диаграмма этого взаимодействия на примере молекул воды.

Важно В некоторых случаях внутри молекулы может образовываться водородная связь. Это характерно для органических веществ: поливалентных спиртов, углеводов, белковых соединений и т.д.

Характеристики водородной связи:

• насыщенный,
• непосредственный.

Физические свойства металлической связи

Физические характеристики металлических кристаллов обусловлены способностью общих электронов свободно перемещаться внутри кристалла.

Особенности, отличающие похожие вещества:

• хорошая электропроводность за счет наличия условно свободного электронного облака;
• высокая теплопроводность;
• низкая реактивность или инерция;
• пластичность: большинство металлов можно гнуть и ковать.

Высокий уровень организации вещества приводит к металлическому блеску. Следует иметь в виду, что повышение сопротивления пластической деформации сплава приводит к образованию частично ковалентной связи.

При деформации могут появиться участки повышенной прочности и низких пластических свойств, похожие на вещества с ковалентной связью (например, алмаз).

Насыщаемость

Эта особенность отражает способность атомов ограниченным или неограниченным образом взаимодействовать с другими. Следовательно, ковалентная и металлическая связи в этом показателе снова противоположны.

Первый — насыщаемый. Участвующие в его образовании атомы имеют строго определенное количество внешних валентных электронов, которые непосредственно участвуют в образовании соединения. Больше, чем у него, у него не будет электронов. Следовательно, количество образующихся связей ограничено валентностью. Отсюда и насыщенность связи. Благодаря этой характеристике большинство соединений имеют постоянный химический состав.

С другой стороны, металл и водородные связи ненасыщены. Это связано с наличием множества свободных и орбитальных электронов внутри кристалла. Кроме того, ионы играют роль в узлах кристаллической решетки, каждый из которых может стать атомом, а затем ионом в любое время.

Другой особенностью металлической связи является делокализация внутреннего электронного облака. Он проявляется в способности небольшого числа обычных электронов связывать вместе многие атомные ядра металлов. То есть плотность как бы делокализована, равномерно распределена по всем связям кристалла.

Примеры образования связи в металлах

Рассмотрим некоторые конкретные варианты, иллюстрирующие, как образуется металлическая связь. Примеры веществ:

• цинк;
• алюминий;
• калий;
• хром.

Образование металлической связи между атомами цинка: Zn0 — 2e- ↔ Zn2 +. Атом цинка имеет четыре энергетических уровня. Свободные орбитали, основанные на электронной структуре, имеют 15 — 3 на p-орбитали, 5 на 4 и 7 на 4f. Электронная структура следующая: 1s22s22p63s23p64s23d104p04d04f0, в атоме 30 электронов. То есть две отрицательные частицы со свободной валентностью могут перемещаться в пределах 15 просторных и незанятых орбиталей. И так с каждым атомом. В результате: огромное общее пространство, состоящее из пустых орбиталей и небольшого количества электронов, соединяющих всю конструкцию.

Металлическая связь между атомами алюминия: AL0 — e- ↔ AL3 +. Тринадцать электронов атома алюминия находятся на трех энергетических уровнях, которых для них явно достаточно. Электронная структура: 1с22с22п63с23п13д0. Свободные орбитали — 7 шт. Очевидно, электронное облако будет небольшим по сравнению с полным внутренним свободным пространством в кристалле.

Металлическая хромовая связка. Этот элемент особенный по своей электронной структуре. Фактически, чтобы стабилизировать систему, электрон падает с 4s на 3-ю орбиталь: 1s22s22p63s23p64s13d54p04d04f0. Всего существует 24 электрона, шесть из которых валентные. Именно они входят в общее электронное пространство для образования химической связи. Есть 15 свободных орбиталей, но это намного больше, чем нужно для заполнения. Следовательно, хром также является типичным примером металла с соответствующей связью в молекуле.

Калий — один из самых активных металлов, который также вступает в реакцию с обычной водой с огнем. Чем объясняются эти свойства? Опять же, во многом это разновидность металлического соединения. У этого элемента всего 19 электронов, но они находятся на 4 уровнях энергии. То есть на 30 орбиталях разных подуровней. Электронная структура: 1с22с22п63с23п64с13д04п04д04ф0. Всего два валентных электрона с очень низкой энергией ионизации. Свободно выходите и входите в общее электронное пространство. Есть 22 орбитали для перемещения атома, что является очень большим свободным пространством для «электронного газа».