Metaal bân: de formaasje meganisme. Metal Chemical Communication:

Alle stuit bekende gemyske eleminten yn de periodike tabel wurde ferdield willekeurich yn twa groepen: metalen en net-metalen. Om te wurden net allinnich eleminten en ferbiningen, gemyske stoffen kinne reagearje mei elkoar, se moatte bestean yn de foarm fan ienfâldige en komplekse ferbiningen.

Dit is wêrom guon elektroanen besykje om fêst te stellen, en de oare - te jaan. Replenishing elkoar sa as te foarmje ferskillende eleminten en gemyske molekulen. Mar wat kinne se holden wurde elkoar? Wêrom is der sa'n kwestje fan krêft, to fordylgjen, dat boppe sels de meast earnstige ynstruminten? En oaren, oarsom, binne ferneatige troch de minste ynfloed. Dit alles is it gefolch fan 'e foarming fan ferskate soarten gemyske biningen tusken de atomen yn molekulen foarmjen spesifike kristal lattice struktuer.

Soarten fan gemyske biningen yn ferbiningen

Totaal kin ûnderskiede fjouwer wichtichste typen fan gemyske biningen.

1. Covalent nonpolar. Foarme tusken twa identike nonmetals fanwege dielen fan elektroanen, foarmjen mienskiplike elektron twatallen. Yn it ûnderwiis, dan wurdt bywenne unpaired Valence dieltsjes. Foarbylden: halogens, soerstof, wetterstof, stikstof, swevel, fosfor.
2. Polar covalent. Foarme tusken twa ferskillende net-metalen of tusken hiel swak op 'e eigenskippen fan' e metaal en nonmetal swak yn electronegativity. Ûnderlizzende en algemiene elektron pearen en lûke se oan har it atoom, waans elektron affinity boppe. Foarbylden: NH _{3, SIC,} P ₂ O ₅ en oare.
3. Hydrogen bond. De meast instabiel en swak, wurdt foarme tusken de sterk electronegative atoom fan ien molecule en de oare posityf. Dat bart meast faak as oploste stoffen yn wetter (alkohol, ammoniak en sa fierder). Troch sa'n ferbining mooglik bestean macromolecule aaiwiten, nucleic soeren, komplekse koalhydraten, en sa fierder.
4. Ioanyske obligaasje. Foarme troch in Electrostatic oantreklike krêften raznozaryazhennyh metaal ioanen en net-metalen. De grutter it ferskil yn dizze yndeks, hoe mear útsprutsen is it Ioanyske aard fan de ynteraksje. Foarbylden fan ferbinings: binêre sâlt, komplekse COMPOUND - Laugensalz.
5. Metaaleftich bining, dy't it mechanisme fan formaasje en eigenskippen dy't sil besprutsen wurde fierder. Foarme yn metalen, harren alloys fan ferskate soarten.

Der is sa'n ding as de ienheid fan 'e gemyske obligaasje. It gewoan seit dat it ûnmooglik is om te beskôgje elk Bond benchmark. Se binne allegear krekt de ienheid symboal. Ommers, de basis fan alle ynteraksjes is in inkele prinsipe - elektronnostaticheskoe ynteraksje. Dêrom, ioanyske, metallic, covalent Safety en hydrogen hawwe in inkele gemyske natuer en binne allinne Borderline gefallen oan elkoar.

Metalen en harren fysike eigenskippen

Metalen wurde fûn yn 'e grutte mearderheid fan alle gemyske eleminten. Dit komt troch harren spesjale eigenskippen. In wichtich part dêrfan waard krigen troch in persoan troch nukleêre reaksjes yn it laboratoarium, se binne radioactive mei koarte heale-libben.

Lykwols, de mearderheid - binne natuerlike eleminten dy't foarmje de hiele rotsen en ertsen, binne part fan de meast wichtige ferbiningen. It is fanwegen dizze minsken hawwe leard om te jitten alloys en produsearje in soad poerbêste en wichtige produkten. Dit is sa as koper, izer, aluminium, sulver, goud, Chrome, mangaan, nikkel, sink, lead en oaren.

Foar alle metalen kinne identifisearjen mienskiplik fysike eigenskippen dy't ferklearret diagram metallysk bond formaasje. Wat binne dy eigenskippen?

1. Malleability en ductility. It is bekend dat in protte metalen kinne wurde rôle del sels oan 'e punt fan' e folie (gouden, aluminium). Fan de oare krije in tried, metalen fleksibele lekkens, artikels steat misfoarme troch lichaamlike gefolgen, mar dan herstellen út syn beëiniging. Dy binne de kwaliteiten fan metalen en hjit malleability en ductility. De reden foar dizze funksje - een metaal link type. De ioanen en elektroanen yn de crystal slide ten opsichte fan elkoar sûnder brekken, dat makket it mooglik te behâlden de yntegriteit fan de hiele struktuer.
2. Metallic glans. Dat ferklearret ek de metallysk bond, de foarming meganisme fan syn eigenskippen en funksjes. Sa, net alle dieltsjes binne by steat om te fangen of keatsen ljocht weagen fan gelikense lingte. By atomen measte metalen en reflektearje koarte-wave rays wurden yngreven unifoarm sulvereftich kleur, wyt, bleek blauwich hue. Útsûnderings binne koper en goud, harren kleur is readich-giel en read, resp. Se binne by steat om te reflektearje langer-golflingte strieling.
3. Thermische en elektryske conductivity. Dy eigenskippen ek ferklearje de crystal lattice struktuer en yn dat syn formaasje wurdt realisearre metallysk type obligaasjes. Troch de "elektron gas" ferpleatsen binnen it kristal, elektryske stroom en waarmte fluch en lykwichtich ferspraat ûnder al de atomen en ioanen en útfierd troch de metaal.
4. It bêst aggregaat steat ûnder normale omstannichheden. Hjir, de ienige útsûndering is kwik. Alle oare metalen - is needsaaklikerwize sterk, fêste ferbinings, likegoed as har alloys. It is ek it gefolch fan it feit dat yn 'e oanwêzigens fan metalen metaal obligaasje. It meganisme fan de foarming fan dit type dieltsje binende eigenskippen hielendal befêstige.

Dit basale fysike eigenskippen foar metalen, dy't ferklearret en bepaalt krekt diagram metallysk bond formaasje. Relevante ferbiningen sa'n metoade is om metalen atomen fan eleminten, harren alloys. Dat is foar harren in bêst en in floeibere steat.

Metallic type fan gemyske bining

Wat is syn funksje? It ding is dat sa'n relaasje wurdt foarme net troch raznozaryazhennyh ioanen en Electrostatic attraksje en net fanwege it ferskil yn electronegativity en it beskikber kommen fan frije elektron pearen. Ie ioanyske, metallic, covalent bining hawwe ferskate oare aard en karakteristike skaaimerken fan 'linking dieltsjes.

Alle metalen binne ynherinte skaaimerken lykas:

• in lyts bedrach fan elektroanen yn 'e uterlike enerzjy nivo (útsein guon útsûnderings, dêr't der kin 6,7 en 8);
• grutte atomic radius;
• lege Ionisaasje enerzjy.

Dit alles draacht by oan maklik skieding fan unpaired elektroanen op de bûtenste kearn. Yn dit gefal, it frije orbitals fan it atoom bliuwt hiel soad. Skema fan de metallysk Safety krekt sille sjen meardere oerlaapjende sellen fan ferskillende orbital atomen tusken harsels, dy't resultearje yn 'e intracrystalline en foarmje in mienskiplike romte. It tsjinnet elektroanen út elke atoom dy't begjinne frij doarmje op ferskillende parten fan 'e lattice. Periodyk, elk fan dy't oan in ion yn de crystal ienheid en set it oan in atoom, dan frijsteande wer, foarmje ion.

Sa, it metallic bining - is de bân tusken de atomen, ioanen en frije elektroanen yn de totale metalen crystal. It elektron wolke, bewege frij binnen de struktuer, oantsjutten as "elektron gas". It waard ferklearre oan harren, meast fan it fysike eigenskippen fan de metalen en harren alloys.

Hoe spesifyk fiert in metallysk gemyske bond? Foarbylden binne oars. Lit ús beskôgje in stikje lithium. Ek as jo nimme dat de grutte fan in pea, der binne tûzenen fan atomen. Sa lit ús yntinke dat elk fan dy tûzenen atomen jout in Valence elektron yn ien mienskiplik kristallijn romte. Tagelyk, kennen fan de elektroanyske struktuer fan it elemint, sjogge jo it oantal leechsteande orbitals. By harren lithium is 3 (de twadde p-orbital enerzjy nivo). Trije elk atoom fan tsientûzenen - dit is in mienskiplike romte binnen it kristal, wêrby't de "elektroanyske gas" beweecht frij.

Substance altyd sterke metallysk bond. Ommers, it elektron gas docht net ta de crystal te fallen, mar allinne ferskoot de lagen en dan kriget fannijs. It glitters hawwe in bepaalde tichtheid (meastal heech), fusibility, malleability en ductility.

Dêr't oars realisearre metallysk bining? Foarbylden fan stoffen:

• metalen lykas ienfâldige struktueren;
• alle metalen alloys mei inoar;
• alle metalen en harren alloys yn floeibere en bêst steat.

Spesifike foarbylden binne gewoan in leauwen bedrach, om't de metalen yn 'e periodike tabel, mear as 80!

Metaal bân: de formaasje mechanisme

As wy beskôgje it yn algemiene termen, de wichtichste punten hawwe wy sketst hjirboppe. Beskikberens fan atomic orbitals en elektroanen maklik loskeppele fan 'e kearn fanwege de lege Ionisaasje enerzjy - binne de wichtichste betingsten foar it foarmjen fan dit soarte fan kommunikaasje. Sa docht bliken dat it wurdt útfierd tusken de folgjende dieltsjes:

• atomen yn de crystal lattice;
• frije elektroanen, dat wiene by de Valence fan it metaal;
• ioanen yn de Crystal lattice.

It resultaat - in metallysk obligaasje. It meganisme fan de formaasje algemien utere troch de folgjende yngong: Me ^{0 -} e - ↔ Me ^{n +.} Ut it diagram blykber, eltse metalen dieltsjes binne oanwêzich yn de kristal.

Crystals sels kin hawwe ferskillende foarmen. It hinget ôf fan it materiaal mei dêr't wy te krijen hawwe.

Soarten metalen crystals

Dizze struktuer fan de metalen of har alloy hat in hiel ticht ynpakken fan dieltsjes. It jout ioanen yn de kristallen sites. Troch harsels, in traeljefinster kin wêze fan ferskillende geometryske foarmen yn de romte.

1. Obemnotsentricheskaya kubike lattice - Laugensalz metalen.
2. Hexagonal kompakte struktuer - alle alkaline, útsein foar barium.
3. Granetsentricheskaya kubike - aluminium, koper, sink, in protte oergong metalen.
4. Rhombohedral struktuer - de kwik.
5. Tetragonal - indium.

De swiere metalen en it leger dat leit yn it periodyk systeem, hoe hurder it is ferpakking en de romtlike ynrjochting fan 'e kristal. As dizze stiel gemyske bond, foarbylden dêrfan kin werombrocht wurde foar elke besteande metaal is beslissend yn de bou fan it kristal. Mistrzostwa ha in hiel fariearre organisaasje yn romte, guon fan harren binne noch net folslein begrepen.

Kommunikaasje specifications: nondirectionality

Covalent en metalen bining hat in hiel útsprutsen ûnderskiedende eigenskip. Oars as de earste, de metallic bining is net regissearre. Wat moat dat wurde? Dat is, it elektron wolk binnen it kristal beweecht frij frij binnen it yn ferskate rjochtingen, elts fan it elektron is by steat om mei te dwaan absolút gjin ion yn 'e struktuer fan' e knopen. Dat is, de ynteraksje wurdt útfierd yn ferskillende rjochtingen. Dêrfandinne, se sizze dat de metallysk Bond - non-Directional.

It meganisme fan covalent bining dêrby om de foarming fan dielde elektron pearen, dws wolken fan atomen oerlaapje. En it komt strang op in bepaalde line ferbinen harren sintra. Dêrom, praten oer de rjochting fan sa'n ferbining.

saturability

Dit karakteristyk reflektearret it fermogen fan de atomen foar in beheinde of ûnbeheinde ynteraksje mei oaren. Bygelyks, covalent en metalen bond op dizze yndikator wer binne tsjinstellingen.

De earste is fol. By atomen belutsen by syn formaasje binne in fêst oantal eksterne Valence elektroanen direkt belutsen by de foarming fan de ferbining. Mear as iten, it sil net wêze de elektroanen. Dêrom, it tal obligaasjes foarme beheinde Valence. Dêrom Sêding due. Troch dizze karakteristike fan 'e mearderheid fan de ferbiningen it hat in konstante gemyske gearstalling.

Metaal en wetterstof obligaasjes, oan 'e oare kant, net-saturating. Dit komt troch in soad frije elektroanen en orbitals binnen it kristal. De rol spile troch de ioanen yn de crystal lattice sites, elk fan dat kin in atoom en in ion wer op elts momint.

In oar skaaimerk fan it metallysk Bond - delocalization ynterne elektron wolke. It is iepenbiere yn it fermogen fan in lyts bedrach fan elektroanen dielden keppele binne de mearfâldichheid fan de metalen fan atomic kearnen. Dat is, de tichtens fan delocalized sa't it is ferdield evenredich tusken alle ienheden fan it kristal.

Foarbylden fan it foarm in bân yn metalen

Betink in pear spesifike embodiments, dy't yllustrearje, as metaalachtige bining wurdt foarme. Foarbylden De folgjende stoffen:

• zink;
• aluminium;
• kalium;
• chrome.

Metal bond formaasje tusken sink atomen: Zn ^{0 -} 2e - ↔ Zn ^2+. zink atoom hat fjouwer enerzjy nivo. Free orbitals basearre op de elektroanyske struktuer, it hat 15 - 3 p orbitals, 4 d 5 en 7 op 4F. Electronic struktuer binne ûnder oare: 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4d 4P ^{0 0 0} 4F, mar 30 elektroanen atoom. Dat is, twa frije Valence negative dieltsjes binne by steat te ferpleatsen binnen de 15 romme en nimmen besette orbitals. En dus eltse atoom. It resultaat - in enoarm algehiele romte dat bestiet út lege orbitals, en in lyts bedrach fan elektroanen keppeljen fan de hiele struktuer byinoar.

De metallic bond tusken aluminium atomen: AL ^{0 -} e - ↔ AL ^3+. Trettjin elektroanen aluminium atomen leit op trije enerzjy nivo, se binne dúdlik mist yn oerfloed. Electronic struktuer: 1s 2s ^{2 2} 2p ⁶ 3s 3p ^{1 2 0} 3d. Free orbitals - 7 stikken. Fansels, it elektron wolk sil wêze lyts ferlike mei de totale ynterne frije romte yn it kristal.

De metallic bond Chromium. Dit bysûndere elemint fan harren elektroanyske struktuer. Ommers, foar it stabilisearjen fan it systeem falen plakfynt mei elektron 4s nei 3D orbital: 1s 2s ² 2p ^{2 6 2} 3s 4s 3p ^{6 1 5} 4P 3d 4d ^{0 0 0} 4F. Allinne 24 elektron Valence dêrfan binne seis. Se geane nei de mienskiplike elektroanyske romte op de foarming fan in gemyske obligaasje. Frije orbitals 15, dat is noch folle grutter as dat nedich om te foljen. Dêrom, Chromium - as in typysk foarbyld fan in metaal mei in byhearrende bining yn it molekúl.

Ien fan de meast aktive metalen dy't reagearje ek mei gewoane wetter te fjoer, is kalium. Wat is goed foar sokke eigenskippen? Wer, yn in soad opsichten - Metaal soarte fan obligaasje. Elektroanen yn de elemint mar 19, mar se lizze safolle as 4 enerzjy nivo. Dat is 30 ferskillende orbitals sublevels. Electronic struktuer: 1s 2s ² 2p ^{2 6 2} 3s 4s 3p ^{6 1 0} 4P 3d 4d ^{0 0 0} 4F. Allinnich twa Valence elektroanen dy't hiel Ionisaasje enerzjy. Frij te komme ôf en gean nei it mienskiplike elektroanyske romte. Orbitals te bewegen ien atoom stikken 22, i.e. in tige wiidweidige romte foar de "elektron gas".

Oerienkomsten en ferskillen mei oare soarten fan obligaasjes

Yn it algemien is dit probleem alhiel diskusjearre. Men kin allinoar generalisearje en in konklúzje tekenje. De wichtichste ûnderskate funksjes fan alle oare soarten fan kommunikaasfunksjes fan metalen kristallen binne:

• Ferskate soarten dieltsjes hawwe belutsen by it ferbinende proses (atomen, ienen of atom-ien, elektroanen);
• Differente romtlike geometryske struktuer fan kristallen.

Mei in wetterstof en ionyske bonding kombinearret untaturation en net-direkteur. Mei kovalent polar - sterke elektrostatyk oanlûking tusken dieltsjes. Getallen mei ionyske - it type dieltsjes yn 'e knooppunten fan' e kristallklitter (ionen). Mei kovalente net-polar - atomen yn 'e knooppunten fan' e kristall.

Typen fan bondels yn metalen fan ferskate aggregate steaten

As wy hjirnei al fûn hawwe, wurdt de metemysyske bonding, bygelyks dy't yn it artikel jûn wurde, foarmje yn twa aggregate staten fan metalen en har legioenen: fêst en floeistof.

De fraach is ûntstien: hokker type ferbining is yn 'e metalen damp? Antwurd: covalent polear en netpolar. Lykas by alle kombinaasjes yn 'e foarm fan gas. Dat is, wannear't it metaal foar in lange tiid beheine en oerbrocht wurdt fan in fêste steat oant in floeibere bonding, wurdt de kristlike struktuer bewarre. Wannear't it giet om it oerjaan fan in flüssigens nei in dampestân, wurdt de kristall ferwoastige en de metalen bonding wurdt omset yn in kovalent.