Collegamento metallico

Copper Metallic Link

Qual è il collegamento metallico?

Lui Collegamento metallico È uno che mantiene gli atomi degli elementi metallici fortemente uniti. È presente nei metalli e definisce tutte le loro proprietà fisiche che li caratterizzano come conduttori duri, duttili, malleabili e buoni di calore ed elettricità.

Di tutti i legami chimici, il legame metallico è l'unico in cui gli elettroni non si trovano esclusivamente tra una coppia di atomi, ma sono democalizzati tra milioni di essi in una sorta di colla o "mare di elettroni" che li mantengono fortemente uniti o coesivo.

Ad esempio, supponiamo che il metallo di rame. In rame i tuoi atomi cuco i tuoi elettroni di valenza per formare il legame metallico. Su questo link è rappresentato come cationi cu²⁺ (cerchi blu) circondati da elettroni (cerchi gialli). Gli elettroni non sono ancora: si muovono attraverso il vetro di rame. Tuttavia, i metalli non sono formalmente parlati di cationi, ma di atomi di metallo neutro.

Il collegamento metallico viene controllato esaminando le proprietà degli elementi metallici, nonché quelle delle loro leghe. Questi integrano una serie di materiali luminosi, argentati, tenace, che hanno anche alti punti di scioglimento e di ebollizione.

Com'è il collegamento metallico?

Collegamento metallico in zinco

Il collegamento metallico si forma solo tra un set o un gruppo di atomi di metallo. Affinché gli elettroni trasferiscano tutto il vetro metallico, deve esserci una "autostrada" attraverso la quale possono viaggiare. Questo è progettato dalla sovrapposizione di tutti gli orbitali atomici degli atomi vicini.

Ad esempio, considera una fila di atomi di zinco, Zn ··· Zn ··· Zn ···. Questi atomi si sovrappongono ai loro orbitali atomici di Valencia per creare orbitali molecolari. A loro volta, questi orbitali molecolari si sovrappongono con altri orbitali degli atomi Zn vicini.

Ogni atomo di zinco contribuisce con due elettroni a contribuire al legame metallico. In questo modo, la sovrapposizione o l'unione degli orbitali molecolari e gli atomi donati dallo zinco hanno origine una "autostrada" con la quale gli elettroni vengono trasferiti in tutto il vetro come se fossero una colla o un mare di elettroni, che copre o fare il bagno a tutti gli atomi di metallo.

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Proprietà del collegamento metallico

Strutture

Il collegamento metallico proviene strutture compatte, dove gli atomi sono strettamente uniti, senza molta distanza che li separa. A seconda del tipo di struttura specifica, ci sono cristalli diversi, alcuni più densi di altri.

Nelle strutture metalliche, non si parla correttamente delle molecole, ma degli atomi neutri (o dei cationi, secondo altre prospettive). Tornando all'esempio del rame, nei suoi cristalli compatti non ci sono molecole Cu₂, Con un collegamento covalente Cu-Cu.

Riorganizzazione

Il collegamento metallico ha la proprietà di riorganizzare. Ciò non accade con collegamenti covalenti e ionici. Se un collegamento covalente è diviso, non si formerà di nuovo come se non fosse successo nulla. Inoltre, le cariche elettriche nel legame ionico sono invariabili a meno che non avvenga una reazione chimica.

Considera ad esempio il mercurio metallico per spiegare questo punto.

Il legame metallico tra due atomi adiacenti di mercurio, hg ··· hg, può essere rotto e rifornire con un altro atomo vicino se il vetro è sottoposto a una forza esterna che deformava la deformata.

Pertanto, il collegamento viene riorganizzato mentre il vetro subisce la deformazione. Ciò dà ai metalli le proprietà di essere materiali duttili e malleabili. Altrimenti, si romperebbero come pezzi di vetro o ceramica, anche caldi.

Conduttività termiche ed elettriche

La proprietà del collegamento metallico per avere i suoi elettroni trasferiti offre anche ai metalli la possibilità di condurre calore ed elettricità. Ciò è dovuto al fatto che, essendo gli elettroni trasferiti e si muovono ovunque, le vibrazioni atomiche trasmettono efficacemente come se fosse un'onda. Queste vibrazioni sono tradotte in calore.

D'altra parte, quando si muovono gli elettroni sono spazi vuoti dietro che gli altri possono occupare, quindi avendo un posto vacante elettronico con il quale più elettroni possono "correre" e quindi hanno origine una corrente elettrica.

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In linea di principio, senza affrontare le teorie fisiche dietro il fenomeno, questa è la spiegazione generale della conduttività elettrica dei metalli.

Lucentezza metallica

Gli elettroni lancializzati e mobili possono anche interagire con fotoni di luce visibili e rifiutarli. A seconda delle densità e della superficie del metallo, è possibile presentare diverse tonalità di grigio o argento o persino lampi iridescenti. I casi più eccezionali sono quelli di rame, mercurio e oro, che assorbono fotoni di determinate frequenze.

Delocazione degli elettroni

Per comprendere il collegamento metallico è necessario capire cosa è compreso dal trasferimento degli elettroni. È impossibile determinare dove sono gli elettroni. Tuttavia, può essere stimato in quale regione dello spazio è probabile che li trovi. In un legame covalente A-B, la coppia di elettroni è distribuita nello spazio che separa gli atomi A e B; Si dice quindi che si trovino tra A e B.

In un collegamento metallico AB, tuttavia, non si può dire che gli elettroni si comportano allo stesso modo di un legame covalente A-B. Non si trovano tra due atomi specifici di A e B, ma sono sfocati o diretti ad altre parti del solido dove vi sono anche atomi compattati, cioè strettamente uniti, di A e B.

Quando è così, si dice che gli elettroni del legame metallico siano trasferiti: viaggiano in qualsiasi direzione in cui ci sono atomi di A e B, come mostrato nella prima immagine con gli atomi di rame e i loro elettroni.

Pertanto, nel legame metallico si parla di un trasferimento di questi elettroni e questa caratteristica è responsabile di molte delle proprietà che hanno i metalli. Su di esso supporta anche la teoria del mare degli elettroni.

Esempi di collegamenti metallici

Alcuni collegamenti metallici per uso comune nella vita quotidiana sono i seguenti:

- Elementi metallici

Zinco

Collegamento metallico in zinco

In zinco, un metallo di transizione, i suoi atomi sono uniti dal legame metallico.

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Oro (AU)

L'oro puro, come le leghe di questo materiale con rame e argento, sono attualmente estremamente utilizzati nei gioielli fini.

Rame (Cu)

Questo metallo è ampiamente utilizzato in applicazioni elettriche, grazie alle sue eccellenti proprietà di guida elettrica.

Argento (AG)

Date le sue proprietà, questo metallo è ampiamente utilizzato in entrambe le applicazioni di gioielleria e nel campo industriale.

Nichel (NI)

Nel suo stato più puro viene solitamente utilizzato per la produzione di monete, batterie, fusione o diversi pezzi di metallo.

Cadmio (CD)

È un materiale molto tossico e viene utilizzato nell'elaborazione delle batterie.

Platino (pt)

È usato nei gioielli fini (leghe con oro) e nell'elaborazione di strumenti di misurazione di laboratorio e impianti dentali.

Titanio (TI)

Questo metallo è comunemente usato nel ramo ingegneristico, nonché nella produzione di impianti osteosintetici, applicazioni industriali e gioielli.

Lead (PB)

Questo materiale viene utilizzato nell'elaborazione di conduttori elettrici, più specificamente, per la produzione della copertura esterna dei cavi telefonici e delle telecomunicazioni.

- Composti metallici

Acciaio comune

La reazione di ferro con il carbonio produce acciaio comune, un materiale molto più resistente agli sforzi meccanici rispetto al ferro.

Acciaio inossidabile

È possibile trovare una variazione del materiale precedente combinando acciaio comune con metalli di transizione come cromo e nichel.

Bronzo

Si verifica quando si combina rame con stagno, rispettivamente in una proporzione approssimativa dell'88% e del 12%. Viene utilizzato nell'elaborazione di valute pubbliche, strumenti e ornamenti.

Leghe di mercurio

Varie leghe di mercurio con altri metalli di transizione, come argento, rame e zinco, producono gli amalgami usati in odontoiatria.

Lega cromata e platino

Questo tipo di lega è ampiamente usato per creare fogli da barba.

Pelle

Questa lega di stagno, antimonio, ON e bismuto sono comunemente usati per l'elaborazione degli utensili domestici.

Ottone

Viene generato combinando il rame con zinco, rispettivamente in una proporzione del 67% e del 33%. Viene utilizzato nella produzione di articoli hardware.