Вопрос №?. Металлическая связь. Особенности. Элементы зонной теории для объяснения особенностей металлической связи.

Металлическая связь – химическая связь, которая обусловлена взаимодействием положительных ионов металлов, составляющих кристаллическую решетку, с электронным газом из валентных электронов. В узлах кристаллической решетки расположены положительные ионы металла. Между ними беспорядочно движутся валентные электроны. Эти электроны удерживают вместе положительные ионы. Силы связи не локализованы и не направлены. В большинстве случаев проявляются высокие координационные числа (например, 8 или 12).

Щелочные металлы кристаллизуются в кубической объемно-центрированной решетке (8). В кубической гранецентрированной решетке атомы расположены в вершинах куба и в центре каждой грани.

Свободное движение электронов в решетке объясняет высокую тепло- и электропроводность металлов. Прочность и пластичность обуславливается строением решетки, т.к. при смещении атомов друг относительно друга не происходит разрыв связей.

Катионы металлов не статичны, а колеблются. При повышении температуры возникают столкновения, уменьшающие электропроводность.

При взаимодействии двух одинаковых атомов вместо двух энергетически равноценных АО возникают 2 МО, отвечающие разным уровням энергии. При последовательном увеличении числа взаимодействующих атомов добавление каждого из них приводит к образованию еще одного энергетического уровня. С ростом числа атомов возрастает число разрешенных энергетических состояний, а расстояние между соседними энергетическими уровнями уменьшается. При большом числе атомов соседние уровни настолько мало отличаются, что образуется практически непрерывная энергетическая зона, и переход электрона на более высокий уровень может осуществиться при затрате ничтожно малой энергии.

В металлах валентная зона (совокупность занятых электронами уровней) и зона проводимости (оставшиеся незаполненными уровни) перекрываются, так что электроны могут свободно переходить на новые уровни.

Вопрос №?. Водородная связь.

Еще в 19 в было замечено, что соединения, в которых атом водорода непосредственно связан с атомами фтора, кислорода и азота, обладают рядом аномальных свойств например, температур плавления и кипения. Обычно в ряду однотипных соединений элементов данной подгруппы температуры плавления и кипения с увеличением атомной массы элемента возрастают (H₂S H₂Se H₂Te; HCl HBr HI). Однако вода и фтороводород кипят и плавятся при аномально высоких температурах. Эти и некоторые другие особенности соединений водорода объясняются способностью атома водорода, соединенного с атомом сильно электроотрицательного элемента, к образованию еще одной химической связи с другим подобным атомом. Эта связь называется водородной.

Возникновение водородной связи можно объяснить действием электростатических сил. При образовании ковалентной полярной связи электронное облако сильно смещается в сторону более электроотрицательного элемента, на котором появляется эффективный отрицательный заряд, а протон практически лишается электронного облака. Обладая ничтожно малыми размерами и не имея внутренних электронных слоев, ион водорода проникает в электронные оболочки других атомов.