Металлосвязь это: Измерение сопротивления металлосвязи в Новосибирске

• Ковкость и Пластичность : Электронно-морская модель металлов не только объясняет их электрические свойства, но также их пластичность и пластичность. Море электронов, окружающее протоны, действует как подушка, и поэтому, когда, например, по металлу ударяют молотком, общий состав структуры металла не повреждается и не изменяется.Протоны могут быть перегруппированы, но море электронов приспосабливается к новому образованию протонов и сохраняет металл нетронутым. Когда один слой ионов в электронном море движется в одном пространстве относительно слоя под ним, кристаллическая структура не разрушается, а только деформируется (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)).

• Теплоемкость : Это объясняется способностью свободных электронов перемещаться по твердому телу.
• Блеск : Свободные электроны могут поглощать фотоны в «море», поэтому металлы выглядят непрозрачными. Электроны на поверхности могут отражать свет с той же частотой, с которой свет падает на поверхность, поэтому металл кажется блестящим.

Однако эти наблюдения являются только качественными, а не количественными, поэтому они не могут быть проверены. Теория «моря электронов» сегодня выступает лишь как упрощенная модель того, как работает металлическая связь.

В расплавленном металле металлическая связь все еще присутствует, хотя упорядоченная структура нарушена. Металлическая связь не разрушается полностью, пока металл не закипит. Это означает, что температура кипения на самом деле является лучшим показателем прочности металлической связи, чем температура плавления.При плавлении связь ослабляется, а не разрывается. Прочность металлической связи зависит от трех факторов:

1. Число электронов, делокализованных из металла
2. Заряд катиона (металл).
3. Размер катиона.

Прочная металлическая связь будет результатом более делокализованных электронов, что приведет к увеличению эффективного ядерного заряда на электронах на катионе, в результате чего размер катиона будет меньше.Металлические связи прочные и требуют большого количества энергии для разрыва, поэтому металлы имеют высокие температуры плавления и кипения. Теория металлической связи должна объяснить, как такое большое количество связей может происходить с таким небольшим количеством электронов (поскольку металлы расположены в левой части периодической таблицы и не имеют большого количества электронов в их валентных оболочках). Теория также должна учитывать все уникальные химические и физические свойства металла.

Расширение диапазона возможного соединения

Ранее мы утверждали, что связь между атомами можно классифицировать как диапазон возможных связей между ионными связями (полная передача заряда) и ковалентными связями (полностью разделенными электронами).Когда два атома со слегка различающейся электроотрицательностью объединяются и образуют ковалентную связь, один атом притягивает электроны больше, чем другой; это называется полярной ковалентной связью. Однако простая «ионная» и «ковалентная» связь — идеализированные концепции, и большинство связей существует в двумерном континууме, описываемом треугольником Ван Аркеля-Кетелаара (рис. \ (\ PageIndex {4} \)).

Треугольники связи или треугольников Ван Аркеля – Кетелаара треугольников (названных в честь Антона Эдуарда ван Аркеля и Дж. А. А. Кетелаара) — это треугольники, используемые для отображения различных соединений с различной степенью ионной, металлической и ковалентной связи. В 1941 году ван Аркель выделил три экстремальных материала и связанные с ними типы склеивания. Используя 36 элементов основной группы, таких как металлы, металлоиды и неметаллы, он разместил ионные, металлические и ковалентные связи в углах равностороннего треугольника, а также предложил промежуточные соединения.Треугольник связей показывает, что химические связи — это не просто особые связи определенного типа. Скорее, типы связей взаимосвязаны, и разные соединения имеют разную степень разного характера связывания (например, полярные ковалентные связи).

Использование электроотрицательности — два сложных средних значения электроотрицательности по оси x рисунка \ (\ PageIndex {4} \).

\ [\ sum \ chi = \ dfrac {\ chi_A + \ chi_B} {2} \ label {sum} \]

и разность электроотрицательностей по оси ординат,

\ [\ Delta \ chi = | \ chi_A — \ chi_B | \ label {diff} \]

можно оценить доминирующую связь между соединениями.В правой части рисунка \ (\ PageIndex {4} \) (от ионной до ковалентной) должны быть соединения с различной разницей в электроотрицательности. Соединения с равной электроотрицательностью, такие как \ (\ ce {Cl2} \) (хлор), помещаются в ковалентный угол, а в ионном углу есть соединения с большой разницей электроотрицательностей, такие как \ (\ ce {NaCl} \) ( столовая соль). Нижняя сторона (от металлической до ковалентной) содержит соединения с разной степенью направленности связи. С одной стороны, это металлические связи с делокализованными связями, а с другой — ковалентные связи, в которых орбитали перекрываются в определенном направлении.Левая сторона (от ионной до металлической) предназначена для делокализованных связей с различной разностью электроотрицательностей.

Три крайности в отношениях

Всего:

• Металлические облигации имеют низкое значение \ (\ Delta \ chi \) и низкое среднее значение \ (\ sum \ chi \).
• Ионные связи имеют от умеренного до высокого \ (\ Delta \ chi \) и умеренные значения среднего \ (\ sum \ chi \).
• Ковалентные связи имеют среднее значение \ (\ sum \ chi \) от среднего до высокого и могут существовать с умеренно низким значением \ (\ Delta \ chi \).

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

Используйте таблицы электроотрицательностей (Таблица A2) и рисунок \ (\ PageIndex {4} \) для оценки следующих значений

• разница в электроотрицательности (\ (\ Delta \ chi \))
• средняя электроотрицательность в связи (\ (\ sum \ chi \))
900 30% ионный характер
• вероятный тип облигации

для выбранных соединений:

1. \ (\ ce {AsH} \) (например, в арсине \ (AsH \))
2. \ (\ ce {SrLi} \)
3. \ (\ ce {KF} \).

Решение

а: \ (\ ce {AsH} \)

• Электроотрицательность \ (\ ce {As} \) составляет 2,18
• Электроотрицательность \ (\ ce {H} \) составляет 2,22

Использование формул \ ref {sum} и \ ref {diff}:

\ [\ begin {align *} \ sum \ chi & = \ dfrac {\ chi_A + \ chi_B} {2} \\ [4pt] & = \ dfrac {2.18 + 2.22} {2} \\ [4pt] & = 2.2 \ end {align *} \]

\ [\ begin {align *} \ Delta \ chi & = \ chi_A — \ chi_B \\ [4pt] & = 2.18 — 2.22 \\ [4pt] & = 0,04 \ end {align *} \]

• Из рисунка \ (\ PageIndex {4} \) видно, что связь довольно неполярная и имеет низкоионный характер (10% или меньше).
• Связь находится в середине ковалентной связи и металлической связи

b: \ (\ ce {SrLi} \)

• Электроотрицательность \ (\ ce {Sr} \) составляет 0,95
• Электроотрицательность \ (\ ce {Li} \) составляет 0,98

Использование формул \ ref {sum} и \ ref {diff}:

\ [\ begin {align *} \ sum \ chi & = \ dfrac {\ chi_A + \ chi_B} {2} \\ [4pt] & = \ dfrac {0.95 + 0,98} {2} \\ [4pt] & = 0,965 \ end {align *} \]

\ [\ begin {align *} \ Delta \ chi & = \ chi_A — \ chi_B \\ [4pt] & = 0.98 — 0.95 \\ [4pt] & = 0.025 \ end {align *} \]

• Из рисунка \ (\ PageIndex {4} \) видно, что связь довольно неполярная и имеет низкий ионный характер (~ 3% или меньше).
• Склеивание вероятно металлическое.

c: \ (\ ce {KF} \)

• Электроотрицательность \ (\ ce {K} \) составляет 0,82
• Электроотрицательность \ (\ ce {F} \) равна 3.98

Использование формул \ ref {sum} и \ ref {diff}:

\ [\ begin {align *} \ sum \ chi & = \ dfrac {\ chi_A + \ chi_B} {2} \\ [4pt] & = \ dfrac {0.82 + 3.98} {2} \\ [4pt] & = 2.4 \ end {align *} \]

\ [\ begin {align *} \ Delta \ chi & = \ chi_A — \ chi_B \\ [4pt] & = | 0,82 — 3,98 | \\ [4pt] & = 3.16 \ end {align *} \]

• Из рисунка \ (\ PageIndex {4} \) видно, что связь достаточно полярная и имеет высокий ионный характер (~ 75%).
• Вероятно, соединение ионное.

Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)

Сравните связывание \ (\ ce {NaCl} \) и тетрафторида кремния.

Ответ

\ (\ ce {NaCl} \) представляет собой ионную кристаллическую структуру и электролит при растворении в воде; \ (\ Delta \ chi = 1.58 \), среднее \ (\ sum \ chi = 1.79 \), а тетрафторид кремния ковалентный (молекулярный, неполярный газ; \ (\ Delta \ chi = 2.08 \), средний \ ( \ сумма \ хи = 2,94 \).

Авторы и авторство

Металлическая связка: определение, примеры и схемы

Что такое металлическое соединение?

Металлическая связь — это тип химической связи, в которой «облако» свободно движущихся валентных электронов связано с положительно заряженными ионами в металле.Это можно описать как распределение свободных электронов в решетке положительно заряженных ионов металла. Структура металлических связей полностью отличается от ионных и ковалентных связей. Металл — единственное вещество, которое содержит металлическую связь ^[1-5] .

Немецкий физик Пауль Друде впервые представил идею металлической связи в 1900 году.

Как образуются металлические облигации

Электроны отделяются от атомов и делокализованы по всему металлу, т.е.э., они свободно передвигаются. Однако взаимодействия между ионами и электронами все еще преобладают. Эти взаимодействия приводят к возникновению связывающей силы, которая удерживает металлический кристалл вместе. Эта сила является основой металлической связи ^[1-5] .

Свойства и характеристики металлической связки

Металлическая связка отвечает за многие свойства металлов ^[1,2] .

Электропроводность и теплопроводность: Подвижные электроны являются носителями заряда при проведении электричества и носителями энергии при теплопроводности.Следовательно, металлы могут проводить электричество и тепло.

Ковкость и пластичность: Металл можно разбивать на листы и вытягивать в проволоку. Эти формы возможны, потому что атомы разделяют электроны и скользят друг мимо друга.

Высокие температуры плавления и кипения: Металлическая связь образуется из-за сильных электростатических сил между морем электронов и катионов. В результате металлы имеют высокие температуры плавления и кипения.

Блеск и высокая отражательная способность: Делокализованные электроны охотно поглощают и повторно излучают видимый свет.Это свойство придает металлам характерный блеск.

Примеры металлической связки

Металлическая связь обычно наблюдается в металлах. Вот несколько примеров ^[2-4] :

1. Натрий (Na)

Натрий имеет одинокий электрон на своей внешней орбитали, то есть на 3s-орбитали. Когда атомы натрия располагаются вместе, крайний электрон одного атома делит пространство с соответствующим электроном соседнего атома. В результате образуется 3s молекулярная орбиталь.У каждого атома натрия есть восемь других атомов по соседству. Обмен происходит между центральным атомом натрия и 3s-орбиталью его соседей.

Все 3s-орбитали перекрываются, образуя множество молекулярных орбиталей, которые простираются по всему металлическому натрию. Считается, что самые удаленные электроны делокализованы по всей структуре металла. Эти электроны больше не привязаны к какому-либо конкретному атому, а свободно перемещаются по всему металлу.

2. Магний (Mg)

Магний имеет два электрона во внешней оболочке, оболочке 3s.Оба эти электрона делокализованы. Образование металлических связей в магнии такое же, как и в натрии, за исключением того, что он имеет большую электронную плотность, чем натрий. Кроме того, каждое из ядер магния имеет в два раза больший заряд, чем у натрия. Следовательно, притяжение между ядрами и делокализованными электронами будет сильнее, чем у натрия. Прочность связи обычно выше у магния.

3. Алюминий (Al)

Алюминий имеет три валентных электрона на 3s-орбитали. Когда атомы теряют все три электрона, ионы алюминия приобретают положительный заряд +3.Эти положительно заряженные ионы отталкиваются друг от друга, но удерживаются вместе отрицательными электронами. В результате, разделяя электроны, катионы выстраиваются в устойчивую структуру. Эта регулярная структура атомов дает начало кристаллической структуре металлов. В кристаллической решетке атомы плотно упакованы близко друг к другу, чтобы максимизировать прочность связи.

Часто задаваемые вопросы

Отв. Некоторые металлы растворимы в воде, а другие — нет. Щелочные металлы, такие как натрий и калий, активно реагируют с водой с выделением газообразного водорода.

Отв. Да. Ковалентная связь более прочная, чем металлическая, из-за перекрытия электронных орбиталей.

Список литературы

1. Chem.libretexts.org
2. Nde-ed.org
3. Chemguide.co.uk
4. Researchgate.net
5. Che.uc.edu

Металлическая связь — обзор

Ковалентные связи

За исключением металлической связи, ковалентные связи возникают, когда элементы соединяются вместе и образуют стабильное соединение. Простейшим примером является молекула водорода, обозначенная символически как H ₂ , потому что это соединение двух атомов водорода, связанных одной ковалентной связью:

H — H

Связь символизируется линией между двумя атомами. , а водород — двухатомная молекула.При нормальных условиях он существует в виде газа, это самый легкий из известных газов, поэтому его использовали, например, для подъема дирижаблей. Он очень взрывоопасен в смесях с воздухом или кислородом, проблема, с которой сталкивается ряд некачественных продуктов. Он встречается в подобной ковалентно связанной форме во многих соединениях с углеродом, например, в термопластическом полиэтилене:

—Ch3 — Ch3n—

Это представление известно как повторяющееся звено, потому что при бесконечном повторении оно создает очень длинную цепочку. молекула.Таким образом, настоящий материал состоит из смеси таких длинных цепей. Структурная сложность возникает, когда к простому повторяющемуся элементу PE добавляются дополнительные группы, поэтому полипропилен имеет добавленную метильную группу:

-Ch3-CHCh4n-

Но водород также встречается в более сложных повторяющихся элементах, не только с углеродом, но и с другими элементы, такие как азот и кислород, как в термопластическом материале нейлон 6, с повторяющейся единицей:

—CO — Ch3Ch3Ch3Ch3Ch3 — NHn—

Все полимеры могут быть описаны повторяющейся единицей или комбинацией различных повторяющихся единиц (сополимеров), как показано для нескольких простых полимеров в таблице 1.1. Также показаны мономеры, из которых они сделаны, вместе с молекулярной массой повторяющейся единицы ( M _R ). Последний можно рассчитать, используя стандартные атомные веса и зная формулу повторяющейся единицы. Таким образом, поскольку атомная масса (относительная атомная масса) углерода и водорода равна 14 и 1 соответственно, M составляет (2 × 12) + (4 × 1) = 28. Структура сополимера дает дополнительный уровень сложности, как показано на Рис. 1.1 для различных структур, образованных из мономеров стирола, бутадиена и акрилонитрила.

Таблица 1.1. Повторяющиеся элементы и размер в некоторых распространенных полимерах

1.1. Повторяющиеся звенья сополимера.

Полимеры также можно разделить на термопласты и термореактивные, термины, описывающие их поведение при нагревании.Термопласты можно многократно нагревать с небольшим изменением свойств, в то время как термореактивные материалы сшиваются при нагревании. Сшивка связывает все цепные молекулы вместе ковалентными связями, так что форма материала остается постоянной, когда реакция происходит (рис. 1.2). Термопластические полимеры составляют большинство синтетических полимеров, хотя термореактивные полимеры представляют собой небольшой, но важный класс полимеров для клеев (таких как эпоксидные смолы) и композиционных материалов, где они используются в качестве матрицы для связывания армирующих волокон (например, эпоксидных смол и полиэфиров).Хотя все полимеры могут быть преобразованы в волокна, небольшой класс термопластов традиционно использовался в виде волокон. Они включают нейлон 6, нейлон 66 и ПЭТ (полиэтилентерефталат). Натуральные волокна, такие как шелк и хлопок, также важны для текстильного производства.

1.2. Сшивание натурального каучука.

Еще один способ классификации полимеров — по способу их изготовления. Широкое разделение относится к полимерам с ростом цепей и полимерами со ступенчатым ростом, первые получаются путем инициирования цепей с использованием специальных катализаторов, так что длинные цепи образуются очень быстро из мономера ( M ):

нМ → —Mn—

Примеры включают PE , ПП и полистирол, и они обычно обладают двойной ковалентной связью, по которой происходит реакция.Полимеры ступенчатого роста получают, когда каждая мономерная единица реагирует по очереди с другим мономером:

M + M → M-M + M → M-M-M …..

Примеры являются общими, со всеми нейлонами , ПЭТ, поликарбонат из числа образующихся ступенчато. Полимер с высоким молекулярным весом достигается только медленно, а молекулярные массы коммерческих сортов обычно относительно низкие по сравнению с полимерами с ростом цепей. Молекулярная масса — это просто молекулярная масса повторяющейся единицы ( M _R ), умноженная на количество единиц в каждой цепи (n):

1.1M = nMR

В большинстве полимеров есть цепи разной длины, поэтому два способа определения среднего — это среднечисловая и средневесовая молекулярная масса, M¯n и M¯w соответственно:

1,2M¯n = ∑ iNiMi∑iNi

и

1.3Mw ¯ = ∑iWiMi∑iWi = ∑iNiM12∑iNiMi

где N _i равны W _i количество цепных молекул с молекулярной массой M _i соответственно. Средневесовая молекулярная масса всегда больше, чем среднечисленная, за исключением монодисперсных полимеров.

Важной единственной переменной, которая определяет широту распределения цепочек, является дисперсия, D :

1.4D = M¯n / M¯n

Когда все цепи имеют одинаковую длину, D должно быть единым и M¯w и M¯n идентичны. Такие так называемые монодисперсные полимеры могут быть получены, но коммерческие полимеры обычно полидисперсны. Для полимеров ступенчатого роста D = 2, и системы цепного роста дают гораздо большую дисперсность (обычно около 10).

В трех измерениях ковалентный углерод с одинарными связями является тетраэдрическим (рис.1.3), то есть четыре одинарные связи указывают на углы тетраэдра, если атом углерода находится в его центре. Если он регулярно генерируется в космосе, он создает структуру алмаза, но, напротив, графит является более распространенной формой углерода, встречающейся в природе, где атомы углерода расположены в виде плоских листов. Это связано с наличием тригональной связи в углероде с двойной связью. Три связи указывают на углы равностороннего треугольника с углеродом в центре. Полиэтилен образует линейную цепь, но при этом сохраняет тетраэдрическую форму углеродной связи с атомами водорода.В кристаллическом состоянии он образует линейную зигзагообразную конформацию (рис. 1.4).

1.3. Тетраэдрический атом углерода.

1.4. Разнообразие углеродных структур.

6.5 Металлическое склеивание | Химическая связь

Приведите два примера предметов повседневного обихода, которые содержат:

1. ковалентные связи

2. ионные связи

3. облигации металлические

Решение пока недоступно.

Заполните таблицу, в которой сравниваются различные типы склеивания:

Решение пока недоступно.

Заполните приведенную ниже таблицу, указав тип связи (ковалентную, ионную или металлическую) в каждом из соединений:

Решение пока недоступно.

Используйте свои знания о различных типах склеивания, чтобы объяснить следующие утверждения:

1. Кристалл хлорида натрия не проводит электричество.

2. Большинство ювелирных изделий изготавливают из металлов.

3. Бриллиант очень сложно разбить.

4. Кастрюли сделаны из металла, а ручки у них из пластика.

Решение пока недоступно.

Металлическое соединение и структура — Структуры и свойства — GCSE Chemistry (Single Science) Revision — WJEC

Металлы

Большинство металлов податливы. — их можно сгибать и придавать им форму без разрушения. Это потому, что они состоят из слоев ионов, которые могут скользить друг по другу, когда металл изгибается, ударяется или прессуется. Из-за того, что ионы скользят друг по другу, большинство металлов пластичны, — их можно втягивать / вытягивать в провода, что делает их пригодными для электрических кабелей.

Металлические связи

Металлы образуют гигантские структуры, в которых электроны на внешних оболочках металлических атомов могут свободно перемещаться. Металлическая связь представляет собой силу притяжения между этими свободно движущимися (делокализованными) электронами и положительными ионами металлов. Металлические связи прочны, поэтому металлы могут поддерживать регулярную структуру и обычно имеют высокие температуры плавления и кипения .

Металлы являются хорошими проводниками электричества и тепла.Это связано с тем, что делокализованные электроны могут перемещаться по металлу.

[Только более высокий уровень]

Чем больше количество внешних электронов у металла, тем выше его температура плавления / кипения. Это связано с увеличением положительного заряда на ионе металла и увеличением числа электронов, которые делокализованы, что приводит к более прочной связи.

Типы атомов склонны образовывать металлические связи

[vc_row] [vc_column] [vc_column_text] Если вы уже узнали о ковалентных и ионных связях в металлических связях, вы знаете, что эти связи возникают между двумя атомами.Когда два атома разделяют электроны, они образуют ковалентную связь. Когда один атом отводит электрон от другого, и образующиеся положительные и отрицательные ионы притягиваются друг к другу, эти атомы образуют ионную связь.

Как работает металлическое соединение?

Металлическая связь сильно отличается от ковалентной и ионной связи, но цель та же: достичь более низкого энергетического состояния. Вместо связи между двумя атомами, металлические связи — это обмен электронами между многими атомами металлического элемента.

Взгляните на свой стол и посмотрите, сможете ли вы найти небольшой кусок металла, например, канцелярскую скрепку или скрепку. Все атомы в этом маленьком куске металла разделяют большой пул валентных электронов, известный как море электронов или делокализованных электронов. Большой бассейн подобен общедоступному в том смысле, что любой валентный электрон может перемещаться к любому атому в материале.

Металлическая связь — не самый простой для понимания тип облигации, поэтому может помочь аналогия. Представьте, что вы наполняете ванну мячами для гольфа.Заполните его до самого верха. Мячи для гольфа будут располагаться упорядоченно, заполняя пространство в ванне. Вы видите промежутки между шарами? Если вы откроете кран и закроете слив, вода заполнит эти пространства. Теперь у вас есть что-то вроде металлического склеивания. Мячи для гольфа — это атомы металла, а вода представляет собой валентные электроны, общие для всех атомов.

Как только валентные электроны отделяются от своих первоначальных атомных хозяев и плавают в море, атомы металла становятся положительными ионами.Результатом является упорядоченная структура положительных атомов металла, окруженная морем отрицательных электронов, которые удерживают ионы вместе, как клей.

Состав металлов в металлической связке

Металлы — единственные вещества, которые используют металлические связи между своими атомами. Хотя многие элементы обычно известны как металлы, в том числе железо, алюминий, золото, серебро и никель, металлы также включают множество других элементов. Большинство элементов — это металлы, в том числе натрий, радий и кальций, которые могут показаться не очень металлическими.

Металлические связи определяются как связи, в которых металлы имеют общие валентные электроны. Например, когда натрий металлически связан с самим собой, каждый атом делит электроны на третьей орбитали с восемью другими атомами. То же самое происходит, когда магний или другие металлы соединяются между собой металлически.

Некоторые элементы называют переходными металлами. Эти типы элементов имеют даже более высокие температуры плавления и кипения, чем металлы, потому что у них больше валентных электронов.В то время как металлы разделяют электроны на третьей орбитали, переходные металлы разделяют третьи и четвертые орбитальные электроны. [/ Vc_column_text] [/ vc_column] [/ vc_row] [vc_row content_placement = ”middle”] [vc_column width = ”2/3 ″] [vc_single_image image = ”5556 ″ img_size =” full ”alignment =” center ”] [/ vc_column] [vc_column width =” 1/3 ″] [vc_btn title = ”Запрос предложений — нажмите здесь!” style = «classic» color = «dangerous» align = «left» i_icon_fontawesome = «fa fa-star-o» css_animation = «появляться» ссылка = «url: https% 3A% 2F% 2Fmetallicbonds.