При образовании металлической связи происходит обобществление внешних электронов всех атомов металла

§ 13. Металлическая химическая связь

Вы узнали, как взаимодействуют между собой атомы элементов-металлов и элементов-неметаллов (электроны переходят от первых ко вторым), а также атомы элементов-неметаллов между собой (неспаренные электроны внешних электронных слоёв их атомов объединяются в общие электронные пары). Теперь мы познакомимся с тем, как взаимодействуют между собой атомы элементов-металлов. Металлы обычно существуют не в виде изолированных атомов, а в виде слитка или металлического изделия. Что удерживает атомы металла в едином объёме?

Атомы большинства элементов-металлов на внешнем уровне содержат небольшое число электронов — 1, 2, 3. Эти электроны легко отрываются, а атомы превращаются в положительные ионы. Оторвавшиеся электроны перемещаются от одного иона к другому, связывая их в единое целое.

Разобраться, какой электрон принадлежал какому атому, просто 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. Бесконечно происходит процесс, который можно изобразить схемой:

Следовательно, в объёме металла атомы непрерывно превращаются в ионы и наоборот. Их так и называют атом-ионами.

Связь в металлах и сплавах между атом-ионами посредством обобществлённых электронов называют металлической.

На рисунке 41 схематически изображено строение фрагмента металла натрия. Каждый атом натрия окружён восемью соседними атомами.

Рис. 41.
Схема строения фрагмента кристаллического натрия

Оторвавшиеся внешние электроны свободно движутся от одного образовавшегося иона к другому, соединяя, будто склеивая, ионный остов натрия в один гигантский металлический кристалл (рис. 42).

Рис. 42.
Схема металлической связи

Металлическая связь имеет некоторое сходство с ковалентной, так как основана на обобществлении внешних электронов. Однако при образовании ковалентной связи обобществляются внешние неспаренные электроны только двух соседних атомов, в то время , как при образовании металлической связи в обобществлении этих электронов участвуют все атомы. Именно поэтому кристаллы с ковалентной связью хрупки, а с металлической, как правило, пластичны, электропроводны и имеют металлический блеск.

На рисунке 43 изображена древняя золотая фигурка оленя, которой уже более 3,5 тыс. лет, но она не потеряла характерного для золота — этого самого пластичного из металлов — благородного металлического блеска.

рис. 43. Золотой олень. VI в. до н. э.

Металлическая связь характерна как для чистых металлов, так и для смесей различных металлов — сплавов, находящихся в твёрдом и жидком состояниях. Однако в парообразном состоянии атомы металлов связаны между собой ковалентной связью (например, парами натрия заполняют лампы жёлтого света для освещения улиц больших городов). Пары металлов состоят из отдельных молекул (одноатомных и двухатомных).

Вопрос о химических связях — центральный вопрос науки химии. Вы познакомились с начальными представлениями о типах химической связи. В дальнейшем вы узнаете много интересного о природе химической связи. Например, что в большинстве металлов, кроме металлической связи, есть ещё и ковалентная связь, что существуют и другие типы химических связей.

Ключевые слова и словосочетания

  1. Металлическая связь.
  2. Атом-ионы.
  3. Обобществлённые электроны.

Работа с компьютером

  1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
  2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.
Читайте также:  Физика реферат на тему литье металлов

Вопросы и задания

  1. Металлическая связь имеет черты сходства с ковалентной связью. Сравните эти химические связи между собой.
  2. Металлическая связь имеет черты сходства с ионной связью. Сравните эти химические связи между собой.
  3. Как можно повысить твёрдость металлов и сплавов?
  4. По формулам веществ определите тип химической связи в них: Ва, ВаВr2, НВr, Вr2.

Источник

Лекция по Химии на тему: «Металлическая химическая связь»

УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА ХИМИЯ

Раздел: Типы химической связи

ТЕМА: Металлическая химическая связь

Познакомьтесь с лекционным материалом по теме.

Выполните тестовое задание (см. приложение №1)

Разгадайте тематический кроссворд (см. приложение №2)

Металлическая связь это тип связи в металлах и их сплавах между атомами или ионами металлов и относительно свободными электронами (электронным газом) в кристаллической решетке.

Металлы – это химические элементы с низкой электроотрицательностью, поэтому они легко отдают свои валентные электроны. Если рядом с элементом металлом находится неметалл, то электроны от атома металла переходят к неметаллу. Такой тип связи называется ионный (рис. 1).

В случае простых веществ металлов или их сплавов, ситуация меняется.

При образовании молекул электронные орбитали металлов не остаются неизменными. Они взаимодействуют между собой, образуя новую молекулярную орбиталь. В зависимости от состава и строения соединения, молекулярные орбитали могут быть как близки к совокупности атомных орбиталей, так и значительно от них отличаться. При взаимодействии электронных орбиталей атомов металла образуются молекулярные орбитали. Такие, что валентные электроны атома металла, могут свободно перемещаться по этим молекулярным орбиталям. Не происходит полное разделение, заряда, т. е. металл – это не совокупность катионов и плавающих вокруг электронов. Но это и не совокупность атомов, которые иногда переходят в катионную форму и передают свой электрон другому катиону. Реальная ситуация – это совокупность двух этих крайних вариантов.

Рис. 2 Металлической кристаллическая решетка

Сущность образования металлической связи состоит в следующем: атомы металлов отдают наружные электроны, и некоторые из них превращаются в положительно заряженные ионы. Оторвавшиеся от атомов электроны относительно свободно перемещаются между возникшими положительными ионами металлов. Между этими частицами возникает металлическая связь, т. е. электроны как бы цементируют положительные ионы в металлической решетке (рис. 2).

Наличие металлической связи обуславливает физические свойства металлов:

· Тепло и электропроводность

Пластичность – это способность материала легко деформироваться под действием механической нагрузки. Металлическая связь реализуется между всеми атомами металла одновременно, поэтому при механическом воздействии на металл не разрываются конкретные связи, а только меняется положение атома. Атомы металла, не связанные жесткими связями между собой, могут как бы скользить по слою электронного газа, как это происходит при скольжении одного стекла по другому с прослойкой воды между ними. Благодаря этому металлы можно легко деформировать или раскатывать в тонкую фольгу. Наиболее пластичные металлы – чистое золото, серебро и медь. Все эти металлы встречаются в природе в самородном виде в той или иной степени чистоты. Рис. 3.

Рис. 3. Металлы, встречающиеся в природе в самородном виде

Из них, особенно из золота, изготавливаются различные украшения. Благодаря своей удивительной пластичности, золото применяется при отделке дворцов. Из него можно раскатать фольгу толщиной всего 3 . 10 -3 мм. Она называется сусальное золото, наносится на гипсовые, лепные украшения или другие предметы.

Тепло- и электропроводность . Лучше всего электрический ток проводят медь, серебро, золото и алюминий. Но так как золото и серебро – дорогие металлы, то для изготовления кабелей используются более дешевые медь и алюминий. Самыми плохими электрическими проводниками являются марганец, свинец, ртуть и вольфрам. У вольфрама электрическое сопротивление столь велико, что при прохождении электрического тока он начинает светиться. Это свойство используется при изготовлении ламп накаливания.

Читайте также:  Кондиционер металла хадо турбо для двс флакон 125 мл табун лошадей 40060 хв

Температура тела – это мера энергии составляющих его атомов или молекул. Электронный газ металла может довольно быстро передавать избыточную энергию с одного иона или атома к другому. Температура металла быстро выравнивается по всему объёму, даже если нагревание идет с одной стороны. Это наблюдается, например, если опустить металлическую ложку в чай.

Металлический блеск. Блеск – это способность тела отражать световые лучи. Высокой световой отражательной способностью обладают серебро, алюминий и палладий. Поэтому именно эти металлы наносят тонким слоем на поверхность стекла при изготовлении фар, прожекторов и зеркал.

ТЕСТ по теме: Металлическая химическая связь

1. Металлическая связь образуют

a) атомы различных неметаллов

b) атомы металлов

c) атомы одинаковых неметаллов

d) атомы металлов и атомов неметаллов

2. У атомов металлов на внешнем уровне находится

a) от 2 до 3 электронов

b) от 4 до 5 электронов

c) от 1 до 3 электронов

d) от 2 до 4 электронов

3. Расположите химические элементы в порядке возрастания металлических свойств

4. Расположите химические элементы в порядке убывания металлических свойств

5. «Электронный газ» это

a) электроны внешнего энергетического уровня

b) валентные электроны

c) неспаренные электроны в атоме

d) свободные электроны в кристалле металла

6. Определите вид химической связи в веществах

1) литий; 2) аммиак; 3) хлор 4) хлорид бария

b) ковалентная неполярная

c) ковалентная полярная

7. Сходство металлической связи с ионной в

a) обобществлении электронов

b) образовании свободных атомов

c) образовании ионов

d) образовании электронов

8. Сходство ковалентной и металлической связи в

a) образовании свободных атомов

b) образовании ионов

c) образовании электронов

d) обобществлении электронов

9. Металлическая связь обуславливает следующие физические свойства (выберите 3 правильных ответа)

a) высокая электропроводность

Кроссворд по теме: Металлическая связь

Вопросы:

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Источник

Металлическая связь

Урок 12. Химия 8 класс

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Металлическая связь»

Атомы металлов имеют небольшое число электронов на внешнем уровне (от 1 до 3), поэтому эти электроны могут легко отрываться. А нейтральные атомы при этом становятся ионами. Электроны могут свободно перемещаться то к одному иону, то к другому, связывая их в единое целое. Причем электроны, соединяясь с ионами, превращают их в атомы, затем опять отрываются и атомы опять становятся ионами и так постоянно. Их так и называют атом-ионами.

Эти свободные электроны еще называют «электронным газом», они постоянно перемещаются по всему объему металла. Поэтому металлическая связь основана на обобществлении электронов и свободном перемещении их в поле ядер атомов.

Строение фрагмента металла натрия

Каждый атом натрия окружён восьмью другими атомами. Оторвавшиеся электроны двигаются то к одному, то к другому иону, удерживая при этом весь кристалл.

Металлическая связь имеет сходство и с ковалентной связью. Это сходство основано на обобществлении электронов, но при образовании ковалентной связи обобществляются внешние неспаренные электроны двух соседних атомов, а при образовании металлической в обобществлении участвуют все атомы. Это отличие стало причиной разных физических свойств: вещества с ковалентной связью хрупки, а с металлической –пластичны.

Металлическая связь в металлах и сплавах определяет такие свойства этих соединений, как металлический блеск, ковкость и пластичность, тепло-и электропроводность.

Читайте также:  Каким клеем приклеить металл к стеклу у кухонного стола

Например, золотая статуэтка оленя, которой уже более 3,5 тыс. лет не потеряла до сих пор своего характерного блеска.

Металлическая связь характерная для металлов и сплавов, находящихся в твердом и жидком агрегатном состоянии, а вот в парообразном, атомы металлов связаны между собой ковалентной связью.

Источник

Металлическая связь

Атомы в молекуле удерживаются посредством химической связи. Если молекула состоит из разных атомов (KF, Na2S, CO2, H2O), то речь идёт о ковалентной полярной (случай, когда в молекулу входят атомы неметаллов) или ионной связи (случай, когда молекула состоит из атома металла и атома неметалла). Если мы имеем дело с молекулой, состоящей из атомов неметалла одного вида (О2, N2, Br2), то в этом случае имеет место ковалентная неполярная связь. А как же связаны атомы в металлах, например, в натрии Na, кальции Са или алюминии Al?

Металлическая связь

Составляющие металл атомы удерживаются в единой структуре посредством химической связи. Не будь её, не существовало бы кристаллов. И эта связь носит название металлическая.

Металлическая связь – это связь, возникающая в результате обобществления электронов, находящихся на внешних электронных слоях атомов.

Чтобы понять это довольно сложно определение, посмотрим пример. Но для начала вспомним, как построены атомы металлов. В таблице Менделеева элементы-металлы располагаются в левом нижнем углу (мы говорим о главных подгруппах). У атомов металлов на внешнем электронном слое мало электронов. Кроме того, чем ниже мы опускаемся по группе в периодической таблице, тем больше становится радиус атома. Это означает, что на внешний слой всё дальше от ядра (напомню, что ядро атома имеет положительный заряд). Из-за этого электроны на внешнем уровне все меньше притягиваются к ядру. Малое число электронов и их удалённость от ядра позволяют им с лёгкостью отрываться от атома. При этом, как вы помните, атом превращается в ион, в данном случае в катион:

Здесь Me – произвольный металл, с одним электроном на внешнем электронном уровне. В случае, если на внешнем электронном уровне несколько электронов, схема выглядит так:

Здесь n – число валентных электронов. Например, для кальция, стоящего во второй группе таблицы Менделеева и имеющего 2 электрона не внешнем уровне, схема такова:

Для алюминия, стоящего в третьей и группе и имеющего 3 электрона на внешнем уровне, мы можем записать такую схему:

Тут уместно задаться вопросом, а куда же деваются эти самые оторвавшиеся от атомов электроны? Они никуда не исчезают, а просто перемещаются от одного атома к другому. «Найдя» катион, электрон просто временно присоединяется к нему, чтобы тут же оторваться и отправиться в новое путешествие между атомами в поисках нового катиона. Фактически образуется эдакая динамическая система, в которой есть атомы и катионы металлов и курсирующие между ними электроны, которые то и дело присоединяются и отрываются, превращая катионы в атомы и атомы в катионы:

За счёт чего удерживается эта структура? За счёт электростатического взаимодействия, то есть притяжения отрицательно и положительно заряженных частиц.

Чтобы представить себе это более чётко, вообразите структуру из катионов, которая погружена в своеобразный «газ» из электронов. Это и есть металлическая связь. Подобным образом построены все металлы и их сплавы , когда они находятся в твёрдом или расплавленном состоянии.

Пишите, пожалуйста, в комментариях, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл