основы строения вещества.Химическая связь
.pdf5. Металлическая связь
Атомы металлов отличаются от атомов других элементов тем, что сравнительно слабо удерживают свои внешние электроны.
Поэтому в кристаллической решетке металла эти электроны поки
дают свои атомы, превращая их в положительно заряженные ионы.
"Обобществленные" электроны передвигаются в пространстве ме
жду катионами и удерживают их вместе. Межатомные расстояния
в металлах больше, чем в их соединениях с ковалентной связью. Такая связь существует не только в твердых кристаллах металлов, но и в расплавах и в аморфном состоянии. Она называется метал лической (рис. 26).
Рис. 26. Металлическая связь.
Металлическая связь - химическая связь, обусловлевная на
личием большого количества не связанных с ядрами подвижных
элеl<ТРОНОВ.
Единая система эле,,-'"Тронов в метаJIЛических веществах назы
вается электронным газом. Металл можно представить в виде ос това из положительных ионов, погруженного в электронный газ, который компенсирует силы взаимного отталкивания положитель
ных ионов. В свою очередь, электронный газ может свободно дви
гаться через решетку, состоящую из ионов металла.
В кристаллах металлов атомы ионизированы не полностью, и
часть валентных электронов остается связанной. В результате воз
можно появление частично ковалентвых связей между соседними
атомами. Вклады ионной и ковалентной составляющей обнаруже
ны во многих металлах.
Металлическая свяЗf, имеет признаки, характерные как для ковалентвой, так и для ионной связи.
39
www.mitht.ru/e-library
Таблица 9.
Сравнение металлической связи с нонной и ковалеllТНОЙ
|
I\овалентная |
|
Металлическая связь |
|
|
Ионная связь |
||||||
|
связь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Образование связи за счет об- |
Образование связей |
одновре- |
|||||||||
|
щих электронов |
|
|
|
менно между большим числом |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
частиц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Пара электро- |
|
Электроны, 06- |
Взаимное при- |
|
Взаимное при- |
||||||
|
нов, |
образую- |
|
разующис |
тяжение между |
|
тяжение между |
|||||
|
||||||||||||
|
щая связь, llРИ- |
|
связь, В |
равной |
катионами |
ме- |
|
катионами |
и |
|||
|
|
|||||||||||
|
надлежит |
двум |
|
мере |
принад- |
таллов и элек- |
|
анионами |
|
|||
|
|
|||||||||||
|
связываемым |
|
лежат |
всем |
тронным газом |
|
|
|
|
|||
|
атомам |
|
|
атомам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Взаимное |
сме- |
|
Взаимное смещение катионов |
|
Взаимное |
сме-' |
|||||
|
щение |
атомов |
|
(при ударе) не |
при водит к |
раз- |
|
щение |
кати0- |
|||
|
|
|
||||||||||
|
(при |
ударе) |
|
рыву связи |
|
|
|
нов И |
анионов |
|||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(при |
ударе) |
|||
|
приводит к раз- |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
рыву связи |
|
|
|
|
|
|
приводит К раз- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рыву связи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Важнейшим признаком металлов считают высокую электро
проводность, которая уменьшается с ростом температуры. Элек
троны в металле беспорядочно движутся, переходя от одного ато
ма к другому. А положительно заряженные ионы лишь слегка ко
леблются около своего положения в кристаллической решетке. Благодаря наличию свободных, не связанных с определенными
атомами электронов, металлы хорошо проводят электрический ток
и тепло. При нагревании металла колебания катионов усиливают
ся. Электронам труднее продвигаться между ними, поэтому элек
трическое сопротивление металла увеличивается.
Наличие свободных электронов обуславливают высокую теп лопроводность металлов и характерный металлический блеск. Их
высокая пластичность и ковкость связаны с возможностью взаим
ного смещения катионов в металлической кристаллической решет ке без разрыва химической связи (рис. 27).
40
www.mitht.ru/e-library
Рис. 27. Смещение катионов в металлической кристаллической
рещетке.
Физические свойства металлов, такие как высокие тепло- и
электропроводность, пластичность и ковкость, характерный (ме
таллический) блеск можно объяснить исходя из представлений об
электронном газе. Однако количественные расчеты с использова нием такой модели строения металлических кристаллов не всегда
приводят к результатам, совпадающим с экспериментальными
данными. Поэтому для более строгого описания состояния элек
тронов в металле используют квантово-химические методы.
Вопросы
1.Какими особенностями металлической связи определяются
такие свойства металлов как электро- и теплопроводность,
КОВКОСТЬ,пластичность?
2.В чем сходство и различия а) между металлической и ион ной связью; б) между металлической и ковалентной связью?
3.Какие особенности строения атомов металлов не позволя ют им образовывать друг с другом а) ионную; б) ковалентную
связь?
41
www.mitht.ru/e-library
Литература
1.Ахметов Н.с. Общая и неорганическая ХИМИЯ. М.: Высшая
школа, Изд. центр «Академкнига», 2001. -- 743 с.
2.Карапетьяиц М.Х., Дракии с.И. Общая инеорганическая химия. М.: Химия, 1994. - 588 с.
3.Лидии Р.А. Справочник по общей и неоргаНИ'lеской химии. М.: Просвещение: Учеб. лит., 1997. - 256 с.
4.Степии Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия: Учеб.
для химических. и химико-теХНОJ1. спец. вузов. - М.: Высш.
шк., 1994. - 608 с.
5.Химическая эицик,,'10педия. М.: Российская энциклопедия,
1988-1999. Т. 1-5.
6.Хьюи Дж. Неорганическая химия. Строение вещества и ре
акционная способность. Пер. с аllГЛ.lПод ред. Б.Д. Степина,
Р.А. Лидина.-М.: Химия, 1987. - 600 с.
7.Общая и иеОРI'аllическая химия. Под ред. А.Ф. Воробьева. Том 1. Теоретические основы химии. - М,:ИКЦ «Академкни
га», 2004. -371 с.
42
www.mitht.ru/e-library
Содержанне |
|
ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВА |
|
11 ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ |
з |
1. Ионная связь |
3 |
1.1. Взаимодействие ионов |
3 |
1.2. Ионные радиусы |
5 |
1.3. Энергия ионной связи |
7 |
1.4. Поляризация ионов |
9 |
1.5. Факторы, влияющие на поляризацию ионов |
10 |
1.6. Влияние поляризации ионов на свойства веществ |
11 |
2. Ковалевтная связь |
12 |
2.1. ПарамеТры ковалентной связи |
13 |
2.1.1. Длина химической связи |
13 |
2.1.2.Валентные углы |
14 |
2.1.3. Энергия ковалентной связи |
14 |
2.1.4. Полярность химической связи |
17 |
2.2. Механизмы образования ковалентных связей |
19 |
3. Метод валентных связей |
21 |
3.1. Перекрывание атомных ~рбиталей |
21 |
3.2. Гибридизация атомных орбиталей |
24 |
3.3. Дипольные моменты молекул |
29 |
4. Метод молекулярных орбнталей |
31 |
S. Металлическая связь |
39 |
43
www.mitht.ru/e-library
ИЩ311ИС У'IСUИОС
СЦ6111tюmа E.ll'lla В:lllдlLII щ)()(mа
Дll«ЫОО(Ш Jl11pZllpuma /J 1I"/}.шеВUII
.1./Ш;ОI'РОВ{[ .Jюд.н,иII /Ор1>1'(111 а
ОСНОВЫ строснии вещс("\ па.
11. ХII'lIJ1lес"ая СВИЛ•.
Учедllое 1l0COOUl!
1kliI11'.:lI:()в 11(:,'lilп. |
.200'iI'ФО.!,\lilТ 60х8·1/1 () Ь~· |
||
\;:l1~1 |
111!(!la~I, |
О] IIClla! ШЮ I!<l |
Рl1Ю1 рафе. У'1. IITi. :1I1CI он 1.6. '!I'раж |
2()I) |
,К':. '~;IK!H Х, |
|
|
~'I:!lСiПII>: I!:t |
1I'\;JII'\.':,J>екую |
!(>! I СIf,I\(\(1 1, |
|
11)1.\'-' ОЗ5(); (Р,:Т. :(о()37Ч2) ;{О.l 22! |
|||
[\10( '{(,ве [;а>1 |
1'0(:.1Щ'( I Н( Н Н?>I aKCI:!C\j Ш; ГUII К(1!! .\11 \1 11'1се К(1[I 1:'\11( |
||
.ЮJ I1Н 1!\1. \11. |
'~, .'I"I\IOIIOCOBiI |
||
.Ц
www.mitht.ru/e-library