Scan0054 3

3.7. WIĄZANIA METALICZNE

Pojęcie wiązania metalicznego stosowane jest dla wyrażenia wiązania ■chemicznego, istniejącego pomiędzy atomami metalu w stanie stałym. Wiązanie to, poza jonowym i kowalencyjnym, jest często wymieniane jako trzeci typ wiązania chemicznego.

Musimy jednak uświadomić sobie fakt, że atom nie posiada innych zdol-i mości tworzenia wiązań niż za pomocą swoich elektronów i orbitali walencyjnych.

W metalach w postaci par istnieją dwuatomowe cząsteczki (np. Li₂, Na₂), z typowymi wiązaniami kowalencyjnymi. Każdy z atomów metali (np. Li, Na) przekazuje do tego wiązania jeden elektron i jeden orbital. Wiązanie tworzy więc jedna para elektronów wiążących.

W metalach w stanie stałym istnieje wiązanie metaliczne. Każdy atomj metalu w siatce otoczony jest większą liczbą takich samych atomów (za-

Rys. 38. Siatka metaliczna litu

zwyczaj 8—12); a więc jest to liczba większa niż liczba elektronów walencyjnych. Np. w siatce metalicznej litu (rys. 38) każdy atom jest otoczony przez osiem innych atomów tego samego pierwiastka, co oznacza, że na ■ jeden elektron walencyjny litu przypada osiem atomów sąsiednich.

Przy tym musimy sobie przypomnieć podstawowe cechy charakterystyczne metali:

—    wszystkie metale w stanie stałymi przerodzą elektryczność (w przeciwieństwie do związków o wiązaniach jonowych lub kowalencyjnych);

—    we wszystkich metalach liczba orbitali walencyjnych przewyższa liczbę

elektronów walencyjnach (np. atom litu posiada tylko jeden, elektron walencyjny, ale cztery orbitale walencyjne);

► wszystkie metale są pierwiastkami o niewielkiej energii jonizacji.

W wyniku nałożenia się orbitali walencyjnych tych atomów powstają, ♦•ule systemy poziomów energetycznych, tzw. pasma energetyczne. W pasmach tych, które rozciągają się na całą siatkę metalu, poruszają się elektrony, tworzące wiązania chemiczne.

3.7.1. WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW O WIĄZANIACH METALICZNYCH

W tabeli 26 wymienione są pierwiastki, pomiędzy atomami których,, w stanie stałym, istnieje zawsze wiązanie metaliczne (ponad 70% wszystkich pierwiastków to metale).

Właściwości metali w stanie stałym zależą od wiązania, dla którego, charakterystyczne są:

swobodnie poruszające się elektrony,

- liczba elektronów walencyjnych tworzących wiązanie.

T u b e 1 a 26

Li

Bc

Al

Na

Mg Ca Sr

—

K Rb” Cs Fr

Sc

Ti

V Nb

Cr

Mn

Fe Ru

Co

Ni

Cu \a

Zn

Ga

Y

Zr

Mo

Tc

Rh

Pd

Cd

In

Sn

Ba

La

Rf

Ta

W

Re

Os

ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Ra

Ac

Ce

Pr

Nd

j Pm

Sm

! Eu

Gd

1 Tb 1

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

l^Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lw

Oczywiście właściwości metali zależą od ich siatki metalicznej.

Charakterystyczne dla metali są ich właściwości fizyczne i mechaniczne. Metale są doskonałymi przewodnikami ciepła i elektryczności. Przy podgrzewaniu zmniejsza się ich zdolność przewodzenia prądu, a. w wysokich' temperaturach tracą one swoje elektrony. Te metale, które mogą oddać dowiązania więcej swoich elektronów walencyjnych, są twardsze i dla rozbicia ich siatki dostarczyć należy więcej energii cieplnej.

105>