Ikatan logam: mekanisme pembentukan. Logam Kimia Komunikasi:

Semua unsur-unsur kimia yang saat ini dikenal dalam tabel periodik dibagi sewenang-wenang menjadi dua kelompok: logam dan non-logam. Untuk menjadi tidak hanya unsur dan senyawa, bahan kimia dapat bereaksi satu sama lain, mereka harus ada dalam bentuk senyawa sederhana dan kompleks.

Inilah sebabnya mengapa beberapa elektron mencoba untuk mengadopsi, dan lainnya - untuk memberikan. Mengisi satu sama lain sehingga membentuk berbagai unsur dan molekul kimia. Tapi apa yang memungkinkan mereka untuk diadakan bersama-sama? Mengapa ada masalah seperti kekuatan, untuk menghancurkan yang melampaui bahkan instrumen yang paling serius? Dan lain-lain, sebaliknya, dihancurkan oleh dampak sedikit pun. Semua ini adalah karena pembentukan berbagai jenis ikatan kimia antara atom dalam molekul membentuk struktur kisi kristal tertentu.

Jenis ikatan kimia dalam senyawa

Jumlah dapat membedakan empat jenis utama dari ikatan kimia.

1. Kovalen nonpolar. Terbentuk antara dua non logam yang identik karena berbagi elektron, membentuk pasangan elektron umum. Dalam pendidikan, dihadiri partikel valensi tidak berpasangan. Contoh: halogen, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur, fosfor.
2. kovalen polar. Terbentuk antara dua non-logam yang berbeda atau antara sangat lemah pada sifat-sifat logam dan bukan logam lemah dalam elektronegativitas. Mendasari dan umum pasangan elektron dan menarik mereka padanya atom, yang afinitas atas elektron. Contoh: NH _{3, SiC,} P ₂ O ₅ dan lainnya.
3. ikatan hidrogen. Paling tidak stabil dan lemah, terbentuk antara atom yang sangat elektronegatif dari satu molekul dan positif lainnya. Hal ini terjadi paling sering ketika dilarutkan zat dalam air (alkohol, amonia dan sebagainya). Karena koneksi tersebut mungkin ada protein makromolekul, asam nukleat, karbohidrat kompleks, dan sebagainya.
4. ikatan ion. Terbentuk karena gaya tarik menarik raznozaryazhennyh ion logam elektrostatik dan non-logam. Semakin besar perbedaan dalam indeks ini, lebih jelas adalah sifat ionik interaksi. Contoh-contoh senyawa garam biner, senyawa kompleks - alkali.
5. ikatan logam, yang mekanisme pembentukan dan properti yang akan dibahas lebih lanjut. Dibentuk pada logam, paduan mereka dari berbagai jenis.

Ada hal seperti kesatuan ikatan kimia. Itu hanya mengatakan bahwa tidak mungkin untuk mempertimbangkan setiap patokan obligasi. Mereka semua hanya simbol unit. Setelah semua, dasar dari semua interaksi adalah satu prinsip - interaksi elektronnostaticheskoe. Oleh karena itu, ion, logam, ikatan kovalen dan hidrogen memiliki sifat kimia tunggal dan hanya kasus borderline satu sama lain.

Logam dan sifat fisik mereka

Logam yang ditemukan di sebagian besar dari semua unsur kimia. Hal ini disebabkan sifat khusus mereka. Sebuah bagian penting dari yang diperoleh oleh seseorang dengan reaksi nuklir di laboratorium, mereka radioaktif dengan waktu paruh yang singkat.

Namun, mayoritas - adalah elemen alam yang membentuk seluruh batu dan bijih, merupakan bagian dari senyawa yang paling penting. Hal ini karena orang-orang ini telah belajar untuk melemparkan paduan dan menghasilkan banyak produk yang sangat baik dan penting. Ini adalah seperti tembaga, besi, aluminium, perak, emas, krom, mangan, nikel, seng, timah dan lain-lain.

Untuk semua logam dapat mengidentifikasi sifat fisik umum yang menjelaskan pembentukan diagram ikatan logam. Apa karakteristik ini?

1. Kelenturan dan daktilitas. Hal ini diketahui bahwa banyak logam dapat menurunkan bahkan ke titik foil (emas, aluminium). Yang lain menerima kawat, logam lembaran yang fleksibel, artikel mampu berubah bentuk karena dampak fisik, tapi kemudian pulih dari selesainya. Ini adalah kualitas dari logam dan disebut kelenturan dan daktilitas. Alasan untuk fitur ini - sebuah jenis link logam. Ion-ion dan elektron dalam slide kristal relatif satu sama lain tanpa melanggar, yang memungkinkan untuk menjaga integritas dari seluruh struktur.
2. kilap logam. Ini juga menjelaskan ikatan logam, mekanisme pembentukan karakteristik dan fitur. Dengan demikian, tidak semua partikel mampu menyerap atau memantulkan gelombang cahaya dengan panjang yang sama. Atom kebanyakan logam dan mencerminkan gelombang pendek sinar menjadi substansial seragam warna keperakan, putih, pucat rona kebiruan. Pengecualian adalah tembaga dan emas, warna mereka adalah kemerahan kuning dan merah, masing-masing. Mereka mampu mencerminkan radiasi panjang-panjang gelombang.
3. Termal dan listrik konduktivitas. Properti ini juga menjelaskan struktur kisi kristal dan dalam pembentukannya diwujudkan jenis logam obligasi. Karena "gas elektron" bergerak dalam kristal, arus listrik dan panas dengan cepat dan merata di antara semua atom dan ion dan dilakukan melalui logam.
4. Negara agregat padat dalam kondisi normal. Di sini, satu-satunya pengecualian adalah merkuri. Semua logam lainnya - adalah tentu kuat, koneksi yang solid, serta paduan mereka. Itu juga merupakan hasil dari fakta bahwa di hadapan ikatan logam logam. Mekanisme pembentukan jenis partikel mengikat sifat benar-benar dikonfirmasi.

Ini karakteristik fisik dasar logam, yang menjelaskan dan menentukan pembentukan ikatan logam persis diagram. senyawa yang relevan metode tersebut adalah untuk atom logam dari unsur-unsur, paduan mereka. Itu bagi mereka yang solid dan keadaan cair.

jenis logam dari ikatan kimia

Apa adalah fitur yang? Masalahnya adalah bahwa hubungan tersebut dibentuk bukan dengan ion raznozaryazhennyh dan daya tarik elektrostatik dan bukan karena perbedaan elektronegativitas dan ketersediaan pasangan elektron bebas. Yaitu ionik, logam, ikatan kovalen memiliki beberapa sifat yang berbeda dan fitur khas dari partikel menghubungkan.

Semua logam adalah karakteristik yang melekat seperti:

• sejumlah kecil elektron di tingkat energi luar (kecuali untuk beberapa pengecualian, yang mungkin ada 6,7 dan 8);
• jari-jari atom yang besar;
• energi ionisasi yang rendah.

Semua ini memberikan kontribusi untuk mudah pemisahan elektron yang tidak berpasangan pada inti luar. Dalam hal ini, orbital bebas dari atom masih sangat banyak. Skema dari ikatan logam hanya akan menampilkan beberapa sel tumpang tindih atom orbital yang berbeda di antara mereka, yang mengakibatkan intrakristalin dan membentuk ruang umum. Ini berfungsi elektron dari setiap atom yang dimulai dengan bebas berkeliaran pada bagian yang berbeda dari kisi-kisi. Secara berkala, masing-masing yang melekat pada ion di unit kristal dan mengkonversi ke atom, kemudian terlepas lagi, membentuk ion.

Dengan demikian, ikatan logam - adalah ikatan antara atom, ion dan elektron bebas dalam total kristal logam. Elektron awan, bergerak bebas di dalam struktur, disebut sebagai "gas elektron". Itu menjelaskan kepada mereka, sebagian dari sifat fisik logam dan paduan mereka.

Bagaimana khusus mengimplementasikan ikatan kimia logam? Contohnya adalah berbeda. Mari kita pertimbangkan sepotong lithium. Bahkan jika Anda mengambil ukuran kacang polong, ada ribuan atom. Jadi mari kita bayangkan bahwa masing-masing ini ribuan atom memberikan elektron valensi dalam ruang kristal tunggal umum. Pada saat yang sama, mengetahui struktur elektronik dari elemen, Anda dapat melihat jumlah orbital kosong. Pada lithium mereka adalah 3 (kedua tingkat energi p-orbital). Tiga setiap atom dari puluhan ribu - ini adalah ruang umum dalam kristal, dimana "gas elektronik" bergerak bebas.

Zat selalu ikatan logam yang kuat. Setelah semua, gas elektron tidak memungkinkan kristal jatuh, tetapi hanya menggeser lapisan dan kemudian pulih. Ini gemerlap memiliki kepadatan tertentu (biasanya tinggi), Fusibilitas, kelenturan dan daktilitas.

Di mana lagi menyadari ikatan logam? Contoh zat:

• logam sebagai struktur sederhana;
• semua paduan logam dengan satu sama lain;
• semua logam dan paduan mereka dalam keadaan cair dan padat.

Contoh-contoh spesifik hanya jumlah yang luar biasa, karena logam dalam tabel periodik, lebih dari 80!

ikatan logam: mekanisme pembentukan

Jika kita menganggap itu secara umum, poin utama yang kita telah diuraikan di atas. Ketersediaan orbital atom dan elektron dengan mudah terlepas dari inti karena energi ionisasi rendah - adalah syarat utama untuk pembentukan jenis komunikasi. Dengan demikian, tampak bahwa itu dilaksanakan antara partikel berikut:

• atom dalam kisi kristal;
• elektron bebas, yang berada di valensi logam;
• ion dalam kisi kristal.

Hasilnya - ikatan logam. Mekanisme pembentukan umumnya dinyatakan dengan entri berikut: Me ^{0 -} e - ↔ Me ^{n +.} Dari diagram jelas, setiap partikel logam yang hadir dalam kristal.

Kristal sendiri mungkin memiliki bentuk yang berbeda. Hal ini tergantung pada bahan yang kita hadapi.

Jenis kristal logam

Struktur ini dari logam atau paduan yang memiliki kemasan yang sangat padat partikel. Ini memberikan ion di situs kristal. Sendiri, kisi-kisi dapat dari bentuk geometris yang berbeda dalam ruang.

1. Obemnotsentricheskaya kisi kubik - logam alkali.
2. struktur heksagonal kompak - semua basa, kecuali barium.
3. Granetsentricheskaya kubik - aluminium, tembaga, seng, banyak logam transisi.
4. Struktur rhombohedral - merkuri.
5. Tetragonal - indium.

The logam berat dan lebih rendah terletak dalam sistem periodik, semakin sulit kemasan dan organisasi spasial dari kristal. Ketika ikatan kimia baja ini, contoh yang dapat dikurangi untuk setiap logam yang ada adalah menentukan dalam pembangunan kristal. Paduan memiliki organisasi yang sangat beragam dalam ruang, beberapa dari mereka masih belum sepenuhnya dipahami.

Spesifikasi komunikasi: nondirectionality

Kovalen dan logam obligasi memiliki fitur khas sangat terasa. Berbeda dengan yang pertama, ikatan logam tidak diarahkan. Apa artinya? Artinya, awan elektron dalam kristal bergerak cukup bebas di dalamnya dalam arah yang berbeda, masing-masing elektron mampu bergabung benar-benar ion apapun dalam struktur node. Artinya, interaksi dilakukan dalam arah yang berbeda. Oleh karena itu, mereka mengatakan bahwa ikatan logam - non-directional.

Mekanisme ikatan kovalen melibatkan pembentukan pasangan elektron bersama, awan yaitu atom saling tumpang tindih. Dan itu terjadi secara ketat pada baris tertentu yang menghubungkan pusat-pusat mereka. Oleh karena itu, berbicara tentang arah hubungan seperti itu.

saturability

Karakteristik ini mencerminkan kemampuan atom untuk interaksi terbatas atau tidak terbatas dengan orang lain. Misalnya, kovalen dan ikatan logam pada indikator ini lagi saling berlawanan.

Yang pertama adalah penuh. Atom yang terlibat dalam pembentukannya sejumlah tetap elektron valensi eksternal yang terlibat langsung dalam pembentukan senyawa. Lebih dari makan, itu tidak akan menjadi elektron. Oleh karena itu, jumlah obligasi yang terbentuk valensi terbatas. Oleh karena itu kejenuhan karena. Karena karakteristik ini sebagian besar senyawa memiliki komposisi kimia yang konstan.

Logam dan hidrogen obligasi, di sisi lain, non-menjenuhkan. Hal ini disebabkan banyak elektron bebas dan orbital dalam kristal. Peran yang dimainkan oleh ion di situs kisi kristal, masing-masing yang dapat menjadi atom dan ion lagi setiap saat.

Karakteristik lain dari ikatan logam - delokalisasi internal yang elektron awan. Hal ini diwujudkan dalam kemampuan sejumlah kecil elektron bersama menghubungkan pluralitas logam dari inti atom. Artinya, kepadatan terdelokalisasi seperti yang merata antara semua unit kristal.

Contoh membentuk ikatan logam

Pertimbangkan perwujudan tertentu beberapa, yang menggambarkan, sebagai ikatan logam terbentuk. Contoh Zat berikut:

• seng;
• aluminium;
• kalium;
• krom.

pembentukan ikatan logam antara atom seng: Zn ^{0 -} 2e - ↔ Zn ^2+. atom seng memiliki empat tingkat energi. orbital bebas berdasarkan struktur elektronik, memiliki 15-3 orbital p, 4 d 5 dan 7 pada 4f. Struktur elektronik termasuk: 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4d 4p ^{0 0 0} 4f, hanya 30 elektron atom. Artinya, dua partikel negatif valensi bebas mampu bergerak dalam 15 orbital luas dan tidak ada yang diduduki. Dan setiap atom. Hasilnya - ruang keseluruhan besar terdiri dari orbital kosong, dan sejumlah kecil elektron yang menghubungkan seluruh struktur bersama-sama.

Ikatan logam antara atom aluminium: AL ^{0 -} e - ↔ AL ^3+. Tiga belas atom elektron aluminium yang terletak di tiga tingkat energi, mereka jelas kurang dalam kelimpahan. struktur elektronik: 1s 2s ² 2p ^{2 6} 3s 3p ^{1 2 0} 3d. Gratis orbital - 7 buah. Jelas, awan elektron akan menjadi kecil dibandingkan dengan total ruang bebas internal dalam kristal.

Ikatan logam kromium. Elemen ini struktur elektronik mereka. Setelah semua, untuk menstabilkan kegagalan sistem terjadi dengan 4s elektron untuk 3d orbital: 1s 2s ² 2p ^{2 6 2} 3s 4s 3p ^{6 1 5} 4p 3d 4d ^{0 0 0} 4f. Hanya 24 elektron valensi yang enam. Mereka pergi ke ruang elektronik umum pada pembentukan ikatan kimia. Gratis orbital 15, yang masih jauh lebih besar dari yang dibutuhkan untuk mengisi. Oleh karena itu, kromium - sebagai contoh khas dari logam dengan ikatan yang sesuai dalam molekul.

Salah satu logam yang paling aktif yang bereaksi bahkan dengan air biasa untuk api, adalah kalium. Apa yang menyumbang sifat seperti itu? Sekali lagi, dalam banyak hal - jenis logam obligasi. Elektron dalam elemen hanya 19, tetapi mereka berada sebanyak 4 tingkat energi. Yang 30 berbeda orbital sublevels. struktur elektronik: 1s 2s ² 2p ^{2 6 2} 3s 4s 3p ^{6 1 0} 4p 3d 4d ^{0 0 0} 4f. Hanya dua elektron valensi dengan energi ionisasi sangat rendah. Bebas untuk datang dan pergi ke ruang elektronik umum. Orbital untuk memindahkan satu buah atom 22, yaitu ruang yang sangat luas untuk "gas elektron".

Persamaan dan perbedaan dengan jenis lain dari obligasi

Secara umum, masalah ini telah dibahas di atas. Kita hanya bisa menggeneralisasi dan menarik kesimpulan. Khas utama dari semua jenis lain dari fitur komunikasi adalah logam kristal adalah:

• beberapa jenis partikel berpartisipasi dalam proses pengikatan (atom, ion atau atom, ion, elektron);
• struktur geometris yang berbeda spasial kristal.

Dengan hidrogen dan logam ion menggabungkan kenyang dan tidak terarah. Dengan kovalen polar - tarik elektrostatik yang kuat antara partikel. Secara terpisah, ion - jenis partikel dalam kristal kisi poin (ion). Dengan kovalen nonpolar - atom di situs kristal.

Jenis obligasi di logam negara agregat yang berbeda

Seperti yang telah disebutkan di atas, ikatan kimia logam, contoh yang diberikan dalam artikel, terbentuk di dua negara agregasi dari logam dan paduan mereka: padat dan cair.

Pertanyaannya adalah: apa jenis koneksi ke uap logam? A: kovalen polar dan nonpolar. Seperti dengan semua senyawa hadir dalam gas. Yang tidak robek dan struktur kristal dipertahankan selama pemanasan berkepanjangan logam dan transfer dari padat ke komunikasi cair. Namun, ketika datang untuk mentransfer cairan ke keadaan uap, kristal hancur dan ikatan logam diubah menjadi kovalen.