/ Metalo nuoroda: švietimo mechanizmas. Metalo cheminės jungtys: pavyzdžiai

Metalo ryšys: švietimo mechanizmas. Metalo cheminės jungtys: pavyzdžiai

Visi žinomi iki šiol cheminės medžiagosMendelejevo stalo elementai paprastai suskirstyti į dvi dideles grupes: metalus ir nemetalus. Kad jie taptų ne tik elementais, bet junginiais, cheminėmis medžiagomis, jie gali sąveikauti vienas su kitu, jie turi egzistuoti paprasta ir sudėtinga medžiaga.

Tuo tikslu tam tikri elektronai bandopriimti, o kiti - duoti. Tokiu būdu pakeičiant vienas kitą, elementai sudaro skirtingas chemines molekules. Bet kas leidžia jiems likti kartu? Kodėl tokios jėgos medžiagos yra tokios, kurios negali būti sunaikintos net ir pačiomis rimčiausiomis priemonėmis? Ir kiti, atvirkščiai, yra sunaikinti menkiausią įtaką. Visa tai paaiškinama įvairių tipų cheminėmis jungtimis tarp atomų molekulėse formavimu, tam tikros struktūros kristalinės grotelės formavimu.

metalo jungties švietimo mechanizmas

Cheminių jungčių tipai junginiuose

Iš viso yra 4 pagrindinės cheminių obligacijų rūšys.

  1. Kovalentinis nepolinis. Jis susidaro tarp dviejų identiškų nemetalų dėl elektronų socializacijos, bendros elektroninės poros formavimo. Jo formavime dalyvauja nevaldomos dalelės. Pavyzdžiai: halogenai, deguonis, vandenilis, azotas, siera, fosforas.
  2. Kovalentinis poliarinis. Jis suformuotas tarp dviejų skirtingų nemetalų arba tarp metalo, kurio savybės yra labai silpnos, ir elektrometrinių savybių neturinčių nemetalų silpnumas. Svarbiausia taip pat yra įprastos elektronų poros ir jų patraukimas sau tuo atomu, kurio giminės ryšys su elektronu yra didesnis. Pavyzdžiai: NH3, SiC, P2O5 ir kiti.
  3. Vandenilio jungtis. Labiausiai nestabili ir silpna, susidaro tarp stipriai elektranizuojančio vienos molekulės atomo ir teigiamo. Dažniausiai tai atsitinka, kai medžiagos yra ištirpinamos vandenyje (alkoholis, amoniakas ir kt.). Dėl tokio ryšio gali egzistuoti baltymų makromolekulės, nukleorūgščių, kompleksinių angliavandenių ir pan.
  4. Jonų klijavimas. Jis susidaro dėl skirtingų įkrautų metalo jonų ir nemetalų elektrostatikos traukos jėgų. Kuo stipresnis šio rodiklio skirtumas, tuo ryškesnis yra sąveikos joninis pobūdis. Junginių pavyzdžiai: dvejopos druskos, kompleksiniai junginiai - bazės, druskos.
  5. Metalo ryšys, kurio formavimo mechanizmas, taip pat savybės, bus svarstomas toliau. Jis susidaro iš metalų, jų įvairių lydinių.

Yra toks dalykas kaip cheminės medžiagos vienovėryšys. Jame tiesiog sakoma, kad neįmanoma laikyti kiekvienu cheminiu ryšiu kaip nuoroda. Visi jie yra sąlygiškai paskirti vienetai. Galų gale, visų sąveikų pagrindas yra vienas principas - elektroninė-statinė sąveika. Todėl joniniai, metaliniai, kovalentiniai ryšiai ir vandenilio ryšiai turi vienintelį cheminį pobūdį ir yra tik vienas kito ribinis atvejis.

metalo cheminių jungčių pavyzdžiai

Metalai ir jų fizikinės savybės

Metalai yra daugumojevisi cheminiai elementai. Taip yra dėl jų ypatingų savybių. Didelę jų dalį žmogui įgijo branduolinės reakcijos laboratorijoje, jie yra radioaktyvūs, kurių trumpas pusėjimo laikas yra trumpas.

Tačiau dauguma yra natūralūs elementai,kurios sudaro visas uolienas ir rūdas, yra svarbiausių junginių dalis. Iš jų jie išmoko išlietų lydinių ir daug gražių ir svarbių produktų. Tai yra varis, geležis, aliuminis, sidabras, auksas, chromas, manganas, nikelis, cinkas, švinas ir daugelis kitų.

Visiems metalams galima išskirti bendras fizines savybes, o tai paaiškina metalo jungties susidarymo schemą. Kokios yra šios savybės?

  1. Kovkost ir plastiškumas. Yra žinoma, kad daug metalų gali būti išvyniota net iki folijos (aukso, aliuminio) būklės. Iš kitų gaunami vieliniai, metaliniai lankstieji lakštai, gaminiai, galintys deformuotis esant fizinei įtakai, tačiau iš karto regeneruojant formą po jos sustabdymo. Būtent šias metalų savybes vadina švelnumu ir plastiškumu. Šios savybės priežastis yra metalinis jungties tipas. Jonai ir elektronai kristalų skaidrėse vienas kito atžvilgiu nesulūždami, todėl galima išsaugoti visos struktūros vientisumą.
  2. Metallic spindesys. Tai taip pat paaiškina metalo ryšį, švietimo mechanizmą, jo savybes ir savybes. Taigi ne visos dalelės sugeba sugerti ar atspindėti vienodo ilgio šviesos bangas. Daugumos metalų atomai atspindi trumpojo bangos spindulius ir įgauna beveik tą pačią spalvą sidabrą, baltą, šviesiai mėlyną atspalvį. Išimtys yra varis ir auksas, jų spalva yra rausvai raudona ir geltona, atitinkamai. Jie sugeba atspindėti ilgesnę bangos ilgio spinduliuotę.
  3. Šilumos ir elektros laidumas. Šios savybės taip pat paaiškinamos kristalų grotelių struktūra ir tai, kad jo formavime yra metalo tipo ryšys. Dėl "elektroninių dujų", judančių viduje kristalo, elektros srovė ir šiluma yra akimirksniu ir tolygiai paskirstyti tarp visų atomų ir jonų ir vyksta per metalą.
  4. Kietoji būsena normaliomis sąlygomis. Čia vienintelė išimtis yra gyvsidabris. Visi kiti metalai yra būtinai stiprios, kieti junginiai, taip pat jų lydiniai. Tai taip pat yra metalų junginių metaluose buvimas. Šio tipo dalelių sukibimo mechanizmas visiškai patvirtina savybes.

Tai yra pagrindinės fizinės savybėsmetalai tai paaiškina ir nustato tiksliai diagramą metalinis sukibimo išsidėstymą. Atitinkamų junginių, tokių metodas yra metalo atomų elementų, jų lydinių. Tai yra jų kietas ir skystas valstybė.

metalo klijavimo schema

Metalo tipo cheminis ryšys

Kokia jos ypatybė? Svarbu tai, kad toks ryšys suformuotas ne iš skirtingų jonų įkraunamų jonų ir jų elektrostatikos pritraukimo sąskaita, o ne dėl elektronnegativiškumo skirtumo ir laisvųjų elektronų porų buvimo. Tai reiškia, kad joninis, metalinis, kovalentinis ryšys turi šiek tiek kitokio pobūdžio ir skiriamųjų dalelių savybių.

Visi metalai pasižymi tokiomis savybėmis kaip:

  • mažas elektronų skaičius išoriniame energijos lygyje (išskyrus kai kurias išimtis, kuriose jie gali būti 6,7 ir 8);
  • didelis atominis spindulys;
  • maža jonizacinė energija.

Visa tai padeda lengvai atskirti išorinesneskausieji elektronai iš branduolio. Atomoje yra daug laisvų orbitinių elementų. Metalinės jungties formavimo schemoje tiesiog parodoma, kad daugelis skirtingų atomų orbitos ląstelių sutampa tarpusavyje, todėl jie sudaro bendrą intrakristalinę erdvę. Į jį patenka elektronai iš kiekvieno atomo, kurie laisvai kerta aplink skirtingas grotelių dalis. Periodiškai kiekvienas iš jų prisijungia prie jono kristalo vietoje ir paverčia jį atomu, tada vėl atsijungia, susidaro jonai.

Taigi, metalinis ryšys yra ryšystarp atomų, jonų ir laisvų elektronų bendrame metaliniame kristale. Elektroninis debesis, kuris laisvai juda struktūroje, vadinamas "elektroninėmis dujomis". Jie paaiškina daugumą metalų ir jų lydinių fizikinių savybių.

Kaip konkrečiai tas pats metalascheminis ryšys? Pavyzdžiai gali būti skirtingi. Pabandyk pažvelgti į ličio gabalėlį. Net jei jūs paimsite žirnio dydį, bus tūkstančiai atomų. Taigi įsivaizduokime, kad kiekvienas iš šių atomų tūkstančių suteikia valentinių elektronų į vieną bendrą kristalinio erdvėje. Tuo pačiu metu, žinant elektroninės struktūros elementų, jūs galite pamatyti laisvų orbitalių skaičius. Jų ličio yra 3 (antrasis plokštuminis p-energijos lygį). Trijų kiekvienas iš dešimčių tūkstančių atomas - tai yra bendra erdvė per kristalą, kuriame "elektroninė dujų" laisvai juda.

kovalentinės ir metalinės obligacijos

Medžiaga su metaliniu ryšiu visuomet yra stiprus. Galų gale elektronų dujos neleidžia kristalui suskaidyti, bet tik išstumia sluoksnius ir jas atkuria. Jis šviečia, turi tam tikrą tankį (dažniausiai aukštą), rišamumą, plastiškumą ir plastiškumą.

Kur dar yra metalo sujungimas? Medžiagų pavyzdžiai:

  • metalai paprasta konstrukcija;
  • visi metaliniai lydiniai tarpusavyje;
  • visi metalai ir jų lydiniai skystoje ir kietoje būsenoje.

Konkretūs pavyzdžiai gali būti tiesiog neįtikėtini, nes periodinių sistemų metalai yra daugiau nei 80!

Metalo ryšys: švietimo mechanizmas

Jei mes tai laikomės bendrai, pagrindineimomentus, kuriuos mes jau minėjome aukščiau. Pagrindinės tokio ryšio formos sąlygos yra laisvųjų atominių orbitalių ir elektronų, kurie yra lengvai atskiriami nuo branduolio dėl mažos jonizacijos energijos, buvimas. Taigi paaiškėja, kad jis yra realizuotas tarp šių dalelių:

  • atomai tinkleliuose;
  • laisvų elektronų, kurie buvo ne metalo valentingumas;
  • jonai kristalų grotelių vietose.

Kaip rezultatas - metalinis sujungimas. Bendrojo ugdymo mechanizmas išreiškiamas tokiu įrašu: "Aš"0 - e- ↔ Men +. Iš diagramos matyti, kokios dalelės yra metalo kristaluose.

Kristalai gali turėti skirtingas formas. Tai priklauso nuo konkrečios medžiagos, su kuria mes susiduriame.

Metalo kristalų tipai

Ši metalo ar jo lydinio struktūrabūdingas labai tankus dalelių pakavimas. Jis tiekiamas jonais kristalų aikštelėse. Tinklelis gali būti skirtingos geometrinės formos erdvėje.

  1. Korpuso centruotos kubinės grotelės yra šarminiai metalai.
  2. Šešiakampė kompaktiška struktūra yra visos šarminės žemės, išskyrus barį.
  3. Face-centric kubiniai - aliuminis, varis, cinkas, daugelis pereinamųjų metalų.
  4. Rombotorginė struktūra yra gyvsidabris.
  5. Tetragonas yra indium.

Sunkesnis metalas, o apatinis - metalasperiodinė sistema, tuo sudėtingesnė jos pakuotė ir kristalo erdvinė organizacija. Tokiu atveju metalo cheminis ryšys, kurio pavyzdžiai gali būti pateikti kiekvienam esančiam metalui, yra labai svarbus kristalo konstrukcijai. Lydiniai turi labai įvairias erdvėje esančias organizacijas, kai kurios iš jų dar nėra visiškai ištirtos.

medžiagų junginių pavyzdžiai

Ryšio charakteristikos: nenormalumas

Kovalentinės ir metalinės obligacijos turi vienąlabai ryškus skiriamasis bruožas. Skirtingai nuo pirmojo, metalo ryšys nėra kryptinis. Ką tai reiškia? Tai reiškia, kad elektronų debesys viduje kristalo visiškai laisvai juda į savo ribų skirtingomis kryptimis, kiekvienas elektronas gali bet kokį joną pritvirtinti prie struktūros mazgų. Tai reiškia, kad sąveika vyksta įvairiomis kryptimis. Taigi jie sako, kad metalinis ryšys yra ne kryptinis.

Kovalentinių ryšių mechanizmas reiškiabendrų elektroninių porų formavimas, ty debesų, kurie sutampa su atomais. Ir tai vyksta griežtai pagal tam tikrą liniją, jungiančią jų centrus. Todėl mes kalbame apie tokio ryšio kryptį.

Sodrumas

Ši charakteristika atspindi atomų gebėjimąribotam arba neribotam bendravimui su kitais. Taigi, šio rodiklio kovalentinės ir metalinės obligacijos vėl yra priešingos.

Pirmasis yra prisotinamas. Jame vykstantys atomai turi griežtai apibrėžtą valentingų išorinių elektronų skaičių, kurie tiesiogiai priklauso nuo junginio susidarymo. Daugiau nei jis, jis neturės elektronų. Todėl suformuotų obligacijų skaičius ribojamas valentingumu. Vadinasi, sąsajos prisotinimas. Dėl šios savybės daugumai junginių yra pastovi cheminė sudėtis.

Priešingai, metalo ir vandenilio ryšiainesočia Tai paaiškinama esant daugybei laisvų elektronų ir orbitų viduje kristalo. Be to, vaidmenį vaidina jonai grotelių vietose, kurių kiekvienas gali bet kuriuo metu tapti atomu ir vėl jonu.

metalo ryšio tipas

Kita metalo jungties savybė -vidinio elektroninio debesies dezokalizavimas. Tai atskleidžia nedidelio skaičiaus bendrų elektronų sugebėjimą sujungti daugelį atominių metalų branduolių. Tai reiškia, kad tankis, kaip yra, yra delokalizuotas, tolygiai paskirstytas tarp visų kristalo jungčių.

Jungties formavimo pavyzdžiai metaluose

Pažvelkime į keletą konkrečių variantų, kurie iliustruoja, kaip susidaro metalinis ryšys. Pavyzdžiai medžiagų yra tokie:

  • cinkas;
  • aliuminis;
  • kalis;
  • chromas.

Metalinio ryšio tarp cinko atomų susidarymas: Zn0 - 2e- ↔ Zn2+. Cinko atomas turi keturis energijos lygius. Nemokami orbitiniai elementai, pagrįsti elektronine struktūra, turi 15 - 3 p-orbitoje, 5 - 4 d ir 7 - 4 f. Elektroninė struktūra yra tokia: 1s22s22p63s23 p64s23d104 p04d04f0 , iš viso 30 atomų. Tai reiškia, kad dvi laisvos valentinės neigiamos dalelės gali judėti per 15 erdvių ir neužimtų orbitalų. Ir taip kiekviename atale. Rezultatas - didžiulė bendra erdvė, kurią sudaro tuščių orbitalių, o nedidelis kiekis elektronų susiejimas visą struktūrą kartu.

Metalo jungtis tarp aliuminio atomų: AL0 - e- ↔ AL3+ . Trylika aliuminio atomo elektronų yra trijuose energijos lygiuose, kuriuos jiems akivaizdžiai galima užpildyti. Elektroninė struktūra: 1s22s22p63s23 p13d0. Nemokami orbitėliai - 7 vnt. Akivaizdu, kad elektronų debesys bus mažas, lyginant su bendra vidine laisvos erdvės kristale.

joninis kovalentinis ryšys

Chromo metalo klijavimas. Šis elementas yra ypatingas jo elektroninėje struktūroje. Galų gale, norint stabilizuoti sistemą, elektronas sugedęs nuo 4 iki 3d orbitos: 1s22s22p63s23 p64s13d54 p04d04f0. Iš viso 24 elektronai, iš kurių valentingumaspasirodo šeši. Būtent jie eina į bendrą elektroninę erdvę cheminių jungčių formavimui. Nemokami orbitaliai 15, kurie vis dar yra daug daugiau, nei reikia užpildyti. Todėl chromas taip pat yra tipiškas metalo pavyzdys, kurio molekulėje yra tinkamas ryšys.

Vienas aktyviausių metalų reaguojanet ir paprasto vandens su ugnimi, yra kalio. Kas paaiškina šias savybes? Vėlgi, daugeliu atžvilgių - metalinis ryšio tipas. Šiame elemente yra tik 19 elektronų, tačiau jie yra 4 energijos lygmenyse. Tai yra 30 skirtingų pogrindžio orbitų. Elektroninė struktūra: 1s22s22p63s23 p64s13d04 p04d04f0. Tik du valentiniai elektronai, labai mažijonizacinė energija. Nemokama atsikratyti ir eiti į bendrą elektroninę erdvę. Orbitalas perkelti vieną atą 22 vienetai, tai yra labai didelė laisva vieta "elektroninėms dujoms".

Panašumas ir skirtumas su kitų rūšių jungtimis

Paprastai šis klausimas jau buvo aptartas pirmiau. Galima tik apibendrinti ir padaryti išvadą. Pagrindiniai visų kitų metalų kristalų ryšių ypatybių bruožai yra šie:

  • keletas tipų dalelių, dalyvaujančių susirišimo procese (atomai, jonai ar atomų jonai, elektronai);
  • skirtinga erdvinė geometrinė kristalų struktūra.

Su vandenilio ir jonų jungties metaluvienija nepasitenkinimą ir nesubalansuotumą. Su kovalentine poline - stipria elektrostatine patraukle tarp dalelių. Atskirai su jonais - dalelių tipas kristalų grotelių (jonų) mazguose. Su kovalentiniais nepopuliariaisiais atomais kristalo mazguose.

Obliavimo formos skirtingų agregatų būsenose

Kaip minėta pirmiau, metalinis cheminis ryšys, kurio pavyzdžiai pateikiami gaminyje, yra suformuotas dviejuose agregatuose, metaluose ir jų lydiniuose: kieto ir skysto.

Kyla klausimas: Koks yra metalo garų ryšys? Atsakymas: kovalentinis poliarinis ir неполярный. Kaip ir visose junginiuose dujų pavidalu. Tai yra, kai metalas ilgą laiką šildomas ir perduodamas iš kietos būsenos į skystą jungtį, išsaugoma kristalinė struktūra. Tačiau, kai kalbama apie skysčio perkėlimą į garų būklę, kristalas sunaikinamas ir metalo jungtis paverčiama kovalentine.

Skaityti daugiau: