La esencia del vínculo metálico. Enlace metálico. Propiedades de unión de metales. Característica de enlace iónico

Como ya se indicó en la cláusula 4.2.2.1, enlace de metal- Enlace electrónico de núcleos atómicos con localización mínima de electrones compartidos tanto en núcleos separados (en oposición al enlace iónico) como en enlaces separados (en oposición a enlaces covalentes). Como resultado, este es un enlace químico multicéntrico con un déficit de electrones, en el que los electrones compartidos (en forma de un "gas de electrones") proporcionan un enlace con el máximo número posible de núcleos (cationes) que forman la estructura del líquido. o sustancias metálicas sólidas. Por lo tanto, el enlace metálico en su conjunto es no direccional y saturado, debe considerarse como caso límite de deslocalización de enlaces covalentes. Recuerde que en los metales puros, el enlace metálico aparece principalmente homonuclear, es decir. no puede tener un componente iónico. Como resultado, un patrón típico de distribución de densidad de electrones en metales son los núcleos (cationes) esféricamente simétricos en un gas de electrones distribuido uniformemente (figura 5.10).

En consecuencia, la estructura final de los compuestos con un tipo de enlace predominantemente metálico está determinada principalmente por el factor estérico y la densidad de empaquetamiento en la red cristalina de estos cationes (números de coordinación altos). El método VS no puede interpretar enlaces metálicos. Según el MMO, el enlace metálico se caracteriza por un déficit de electrones en comparación con el enlace covalente. La aplicación estricta de MMO a enlaces y compuestos metálicos conduce a teoría de la zona(modelo electrónico del metal), según el cual, en los átomos incluidos en la red cristalina del metal, hay una interacción de electrones de valencia casi libres ubicados en las órbitas electrónicas externas con el campo periódico (eléctrico) de la red cristalina. Como resultado, los niveles de energía de los electrones se dividen y forman una banda más o menos ancha. De acuerdo con las estadísticas de Fermi, la banda de energía más alta está poblada con electrones libres hasta el llenado completo, especialmente si los términos de energía de un átomo individual corresponden a dos electrones con espines antiparalelos. Sin embargo, puede estar parcialmente lleno, lo que hace posible que los electrones se muevan a niveles de energía más altos. Entonces

esta zona se llama banda de conducción. Hay varios tipos principales de disposición mutua de bandas de energía correspondientes a un aislante, un metal monovalente, un metal bivalente, un semiconductor con una conductividad intrínseca, un semiconductor de tipo ny un semiconductor de impureza de tipo I. La relación de las bandas de energía también determina el tipo de conductividad del sólido.

Sin embargo, esta teoría no permite caracterizar cuantitativamente varios compuestos metálicos y no condujo a una solución al problema del origen de las estructuras cristalinas reales de las fases metálicas. Especificidad de la naturaleza enlace químico en metales homonucleares, aleaciones metálicas y heterocompuestos intermetálicos fue considerado por N.V. Ageev)