Аватар Неизвестный
Личный кабинет Кабинет родителя Кабинет учителя Настройки Выйти Войти Регистрация Подписаться
СОЗДАТЬ
Создать флеш-карточки
ТРЕНАЖЁРЫ
КУРСЫ
КАРТОЧКИ
Подобрать занятие
Подобрать занятие
Подобрать занятие
НАЗНАЧИТЬ

Металлическая химическая связь

Содержание

Вы уже знаете, как взаимодействуют между собой атомы элементов-неметаллов между собой: неспаренные электроны внешних электронных слоев их атомов объединяются в общие электронные пары для образования ковалентной полярной или ковалентной неполярной связи.

Рисунок 1. Схема образования ковалентной неполярной связи в молекуле фтора $F_2$
Рисунок 2. Схема образования ковалентной полярной связи в молекуле хлороводорода $HCl$

Также вам хорошо известно о взаимодействии элементов-металлов и элементов-неметаллов: неспаренные электроны внешнего уровня переходят от первых ко вторым.

Рисунок 3. Схема взаимодействия атомов металла $Na$ и неметалла $Cl$

Пришло время познакомиться с тем, как взаимодействуют между собой атомы элементов-металлов. Обычно, металлы существуют не в виде изолированных атомов, а в виде слитка или металлического изделия. Что же удерживает атомы металла в едином объеме?

Металлическая связь

Атомы большинства элементов-металлов на внешнем уровне имеют небольшое число электронов — один, два или три. Эти электроны легко отрываются, а атомы превращаются в положительные ионы.

Оторвавшиеся электроны перемещаются от одного иона к другому, связывая их в единое целое. Определить, какой электрон принадлежал какому атому, невозможно. Все оторвавшиеся электроны стали общими.

Соединяясь с ионами, эти электроны временно образуют атомы, потом снова отрываются и соединяются уже с другим ионом и т. д.

Процесс происходит бесконечно, его можно изобразить схемой, которая представлена ниже, где $n$ — число внешних электронов, участвующих в связи.

Рисунок 4. Схема образования металлической связи

Исходя из этого, в объеме металла атомы непрерывно превращаются в ионы и наоборот, потому их называют атом-ионами.

Металлическая химическая связь — связь в металлах и сплавах между ионами узлов металлической кристаллической решетки посредством обобществленных электронов.

Для лучшего усвоения информации, рассмотрите схематическое изображение строения фрагмента металла натрия $Na$.

Рисунок 5. Схема строения фрагмента кристаллического натрия

Каждый атом натрия окружен восемью соседними атомами. Оторвавшиеся внешние электроны свободно движутся от одного образовавшегося иона к другому, соединяя, словно склеивая, ионный каркас натрия в один гигантский металлический кристалл.

Рисунок 6. Схема металлической связи

Металлическая связь несколько сходна с ковалентной связью, т. к. основана на обобществлении внешних электронов.

Но при образовании ковалентной связи обобществляются внешние неспаренные электроны только двух соседних атомов, тогда как при образовании металлической связи в обобществлении этих электронов участвуют все атомы.

Рисунок 7. Кристаллическая решетка с ковалентной связью
Рисунок 8. Кристаллическая решетка с металлической связью

Поэтому кристаллы с ковалентной связью хрупкие, а с металлической пластичны, электропроводны и имеют металлический блеск.

ПОЛЕЗНЫЕ ФАКТЫ

Как можно повысить твердость металлов и сплавов?

Твердостью металлов и сплавов можно повысить, подвергнув их закалке. Закалка — это процесс нагрева металла до температур изменения его структуры и кристаллической решетки с последующим его резким охлаждением.

Также на твердость сплава или металла можно повлиять посредством введения в них некоторых соединений с ковалентной связью. Наиболее распространенные из них — нитриды и карбиды. Высокая твердость карбидов и сплавов на их основе при комнатной и высоких температурах позволяет изготавливать из них износостойкие изделия.

Металлическая связь характерна как для чистых металлов, так и для смесей различных металлов — сплавов, находящихся в твердом и жидком состояниях.

Однако в парообразном состоянии атомы металлов связаны между собой ковалентной связь. Например, парами натрия заполняют лампы желтого света для освещения улиц.

Пары металлов состоят из отдельных молекул: одноатомных и двухатомных.

ЗАДАНИЕ

По формулам веществ определите тип химической связи в них: $Ba$, $BaBr_2$, $HBr$, $Br_2$.

Показать ответ

Скрыть ответ

$Ba$ — это элемент-металл, поэтому в данном веществе образовывается металлическая химическая связь.

$BaBr_2$: в данном веществе $Ba$ — это металл, а $Br$ — неметалл. Соответственно, в данном веществе образовывается ионная связь.

$HBr$: в этом веществе оба элемента — неметаллы.

$H$ находится в первой группе главной подгруппе IA Периодической системы Д. И. Менделеева, у него на внешнем уровне один электрон.

$Br$ — элемент седьмой группы главной подгруппы VIIA, у него на внешнем уровне семь электронов.

Атомы водорода $H$ и брома $Br$ объединяют свои непарные электроны и образуют одну общую электронную пару, которая смещается к атому брома, так как он более электроотрицательный элемент, чем водород. В веществе образовывается ковалентная полярная связь.

$Br_2$ — это элемент-неметалл, галоген, поэтому в данном веществе образовывается ковалентная неполярная связь.

Часто задаваемые вопросы

Чем металлическая связь схожа с ковалентной связью?

Металлическая связь имеет некоторое сходство с ковалентной, поскольку и в ее основе лежит обобществление валентных электронов.
Однако электроны, которые осуществляют ковалентную связь, находятся вблизи соединенных атомов и прочно с ними связаны.
Электроны же, осуществляющие металлическую связь, свободно перемещаются по всему кристаллу и принадлежат всем его атомам.
Именно поэтому кристаллы с ковалентной связью — хрупкие, а с металлической — пластичные, то есть они изменяют форму при ударе, прокатываются в тонкие листы и вытягиваются в проволоку.

5
5
1
5Количество опыта, полученного за урок

Оценить урок

Отзыв отправлен. Спасибо, что помогаете нам стать лучше!

Комментарии

Получить ещё подсказку

Трудности? Воспользуйтесь подсказкой

Верно! Посмотрите пошаговое решение

НАЗНАЧИТЬ