קשר מתכתי: מנגנון היווצרות.

כל ידוע כרגע יסודות כימיים, מסודרים בטבלה המחזורית, מחולקים כמקובל לשתי קבוצות: מתכות ולא מתכות.כדי להיות לא רק אלמנטים ותרכובות, כימיקלים עלולים ליצור אינטראקציה אחד עם השני, הם צריכים להתקיים בצורה של תרכובות פשוטות ומורכבות.

זו הסיבה כמה אלקטרונים מנסים לקחת, ואחרים - כדי לתת.חידוש אחד את השני כדי ליצור אלמנטים של מולקולות כימיות שונות.אבל מה מאפשר להם להתקיים יחד?מדוע יש עניין כזה של כוח, שאינו כפוף לאף להרוס כלי הרציני ביותר?אחרים, להיפך, הם נהרסו על ידי החשיפה הקל שבקלים.כל זה נובע מההיווצרות של סוגים שונים של קשרים כימיים בין האטומים במולקולה, ההיווצרות של מבנה סריג ספציפי.סוגי

של קשרים כימיים בתרכובות

סה"כ ניתן להקצות 4 סוגים בסיסיים של קשרים כימיים.

1. פולרי קוולנטיים.נוצר בין שתי מתכות שאינן זהות על ידי שיתוף של אלקטרונים, יוצרים זוגות אלקטרונים משותפים.בחינוך, הוא השתתף חלקיקי הערכיות מזווגים.דוגמאות להלוגנים, חמצן, מימן, חנקן, גופרית, זרחן.
2. קוולנטיים קוטבי.נוצר בין שתי הלא-מתכות שונות או בין חלש מאוד במאפיינים של המתכת אל מתכת וחלשה באלקטרושליליות.בלב גם זוגות אלקטרונים משותפים ומושכים אותם אליה אטום, הזיקה האלקטרונית גבוהה.דוגמאות: NH3, SiC, P2O5 ואחרים.קשר מימן
3. .לא יציב והחלש ביותר, נוצר בין אטום אלקטרו-של מולקולה אחת ואחר החיובי.זו מתרחשת לרוב כאשר מומס חומרים במים (אלכוהול, אמוניה וכן הלאה).דרך קשר כזה יכול להתקיים חלבוני מקרומולקולה, חומצות גרעין, פחמימות מורכבות, וכן הלאה.קשר יוני
4. .נוצר בשל יוני raznozaryazhennyh כוחות המשיכה אלקטרוסטטית של מתכת אל מתכת ו.יותר ההבדל במדד זה, בולט יותר הוא הטבע היוני של האינטראקציה.תרכובות למופת: מלח בינארי, מתחם מורכב - אלקלי.אג"ח
5. מתכתי, המנגנון של היווצרות ש, וכן נכסים שיידונו נוסף.נוצר במתכות, סגסוגות מסוגים שונים.

יש דבר כזה האחדות של הקשר הכימי מסוג זה.זה פשוט אומר שזה בלתי אפשרי לשקול כל אמת מידה קשר.הם פשוט הסמל היחידה.אחרי הכל, את הבסיס של כל האינטראקציות הוא עיקרון יחיד - elektronnostaticheskoe אינטראקציה.לכן, יש לי, מתכתי, מליטה קוולנטיים יונית ומימן אופי כימי אחת ורק במקרים גבוליים לזה.מתכות

והתכונות הפיזיות שלהם מתכות

נמצאות ברובם המכריע של כל היסודות הכימיים.זאת בשל המאפיינים המיוחדים שלהם.חלק ניכר מהם כבר קיבלו על ידי אדם בתגובות גרעיניות במעבדה, הם רדיואקטיביים עם זמן מחצית חיים קצרים.

עם זאת, הרוב - הם מרכיבים טבעיים היוצרים את הסלעים ועפרות כל, הם חלק מהתרכובות החשובות ביותר.זה בגלל האנשים האלה למדו להטיל סגסוגות, ולעשות הרבה מוצרים יפים וחשובים.זה כגון נחושת, ברזל, אלומיניום, כסף, זהב, כרום, מנגן, ניקל, אבץ, עופרת ואחרים.

לכל המתכות כמה מאפיינים פיזיים משותפים, מה שמסביר את ערכה של יצירת קשרים מתכתיים.מהם המאפיינים אלה?גמישות

1. ומשייכות.זה ידוע שניתן התגלגלו במורד מתכות רבות אפילו עד לנקודה של נייר כסף (זהב, אלומיניום).בין חוט אחר מוכן, גיליונות גמישים של מתכת, מוצרים שיכולים להיות מעוות על ידי השפעה פיזית, אבל אז להתאושש טופס לאחר סיומה.אלה הם התכונות של מתכות וקראו גמישות ומשייכות.הסיבה לתכונה זו - סוג מתכתי של אג"ח.היונים ואלקטרונים בשקופית הגביש יחסית זה לזה בלי לשבור, המאפשר לשמור על שלמותו של המבנה כולו.
2. ברק מתכתי.זה גם מסביר את הקשר המתכתי, המנגנון של היווצרות, המאפיינים והתכונות שלו.לפיכך, לא כל החלקיקים הם מסוגלים לספוג או משקפים גלי אור באותו האורך.האטומים של רוב המתכות משקפים קרני בגלים קצרים והפכו כמעט באותו צבע הכסף, לבן, חיוור כחלחל.יוצאים מן הכלל הוא נחושת וזהב, צבעם חום-אדום וצהוב, בהתאמה.הם מסוגלים לשקף קרינה ארוך גל יותר.
3. חשמל מוליכות תרמית.מאפיינים אלה גם מוסברים על ידי המבנה של הסריג הגבישי, והעובדה שבהקמתו הבינה סוג מתכתי של אג"ח.בשל "גז האלקטרונים", נע בתוך הגביש, החשמל והחום באופן מיידי ומופץ באופן שווה בין כל האטומים והיונים ומתבצעים באמצעות המתכת.מצב מוצק
4. בתנאים רגילים.כאן, יוצא מן הכלל היחיד הוא כספית.כל המתכות אחרות - הוא תרכובות בהחלט חזקות, מוצקות, כמו גם סגסוגות שלהם.זה גם התוצאה של המתכות הנוכחיות באג"ח המתכת.מנגנון היווצרות של סוג זה של מחייב החלקיקים באופן מלא מאשר נכסים.

זה המאפיינים הבסיסיים הפיזיים של מתכות, מה שמסביר בדיוק מגדיר היווצרות הקשר המתכתי התכנית.דרך רלוונטית לחבר אותו לאטומים של יסודות של מתכות וסגסוגות שלהם.כלומר עבורם במדינות מוצקות ונוזליות.סוג מתכת

של קשר כימי

מה הן התכונות שלו?העובדה היא שקשר כזה נוצר לא על ידי יוני raznozaryazhennyh ומשיכה אלקטרוסטטית ולא נובעים מההבדל באלקטרושליליות והזמינות של זוגות אלקטרונים.כלומר יש לי מתכתי, קשר יוני, קוולנטיים כמה אופי שונה ותכונות ייחודיות של חלקיקי קישור.

כל המתכות הם מאפיינים טבועים כגון: מספר קטן

• של אלקטרונים ברמת האנרגיה החיצונית (פרט לחריגים מסוימים, שללא יכול להיות 6,7 ו -8);
• רדיוס אטומי גדול;
• אנרגיית יינון נמוך.

כל זה תורם להפרדה קלה של האלקטרונים מזווגים החיצוניים מהגרעין.אורביטלים חופשיים זה של האטום נשאר מאוד.ערכה של איגרת החוב המתכתי היא פשוט ותציג את החפיפה של תאים רבים ושונים המקיפים האטומים יחד, וכי כתוצאה מחלל intracrystalline צורה הכללית.זה משרת את אלקטרונים מכל אטום, שמתחילים לשוטט בחופשיות בחלקים שונים של הרשת.מעת לעת, כל אחד מהם הצטרף ליונים ביחידת הגביש וממיר אותו לאטום אז המנותק, יוצר יון.

כך, קשר המתכתי - קשר בין אטומים, יונים ואלקטרונים חופשיים במתכת הקריסטל הכוללת.ענן האלקטרונים, לנוע בחופשיות בתוך המבנה, הנקרא "גז האלקטרונים".הוא הסביר להם את רוב התכונות הפיזיות של מתכות וסגסוגות שלהם.

איך מיישם במיוחד קשר כימי מתכתי?דוגמאות כוללות שונות.בואו ננסה לראות על פיסת ליתיום.גם אם ניקח בגודל אפונתו, יהיו אלפי אטומים.אז דמיין שכל אחד מאלף אטומים אלה נותן אלקטרונים ערכיות במרחב גביש משותף אחד.באותו הזמן, בידיעה המבנה האלקטרוני של האלמנט, אתה יכול לראות את מספר אורביטלים פנויים.ליתיום יהיה 3 (p-מסלולית של רמת האנרגיה השנייה).שלושה בכל אטום של עשרות אלפים - זה הוא מרחב משותף בתוך הגביש, שבו "גז האלקטרונים" נע בחופשיות.חומר

עם קשר מתכת הוא תמיד חזק.לאחר גז האלקטרונים אינו מאפשר גביש ליפול, אלא רק מעביר את השכבות ולאחר מכן משחזר.זה מבריק, יש צפיפות מסוימת (בדרך כלל גבוהה), fusibility, גמישות ומשייכות.

איפה עוד הבין אג"ח מתכתי?דוגמאות של חומרים: מתכות

• בצורה של מבנים פשוטים;
• כל סגסוגות מתכת אחד עם השני;
• כל המתכות וסגסוגות שלהם במצב הנוזלי ומוצק.דוגמאות ספציפיות

הן רק סכום מדהים, כמו מתכות במערכת התקופתית של יותר מ -80!

קשר מתכתי: מנגנון היווצרות

אם אתה רואה את זה באופן כללי, את עיקרי שתוארנו לעיל.זמינות של אורביטלים אטומיים ואלקטרונים בקלות מנותקת מהליבה בשל אנרגיית היינון הנמוכה - אלה הם התנאים העיקריים להיווצרות של סוג זה של תקשורת.כך, מתברר שהוא מיושם בין החלקיקים הבאים: אטומים

• באתרי הסריג;
• אלקטרונים חופשיים שהיו בערכיויות המתכת;
• יונים באתרי הסריג הגבישי.

התוצאה - קשר מתכתי.מנגנון ההיווצרות בדרך כלל בא לידי ביטוי בכניסה הבאה:. Me0 - אלקטרוני ↔ גברים +מהתרשים כנראה, כל חלקיקים הנמצאים בגביש המתכת.גבישי

עצמם יכולים להיות בצורות שונות.זה תלוי בחומר שבה אנו עוסקים.סוגי

של גבישי

מבנה מתכת זו של המתכת או סגסוגת מאופיין באריזה צפופה מאוד של חלקיקים.הוא מספק את היונים באתרי הגביש.על ידי עצמם, הסריג יכול להיות של צורות גיאומטריות שונות בחלל.סריג

1. Obemnotsentricheskaya מעוקב - מתכות אלקליות.מבנה
2. משושה קומפקטי - כל אלקליין, למעט בריום.
3. Granetsentricheskaya מעוקב - אלומיניום, נחושת, אבץ, מתכות מעבר רבות.מבנה
4. rhombohedral - מכספית.tetragonal
5. - אינדיום.

מתכות כבדות ונמוך זה בטבלה המחזורית, כך קשה יותר היא אריזה וארגון המרחבי של הגביש.קשר כימי מתכתי זה, דוגמאות של מה שיכול להיות מופחתים עבור כל מתכת הקיימת הוא מכריע בבנייה של הגביש.יש סגסוגות ארגון מגוון מאוד בשטח, חלקם עדיין הבין עדיין לא באופן מלא.מפרט

תקשורת:

אינו מכוון קוולנטיים ויש קשר מתכתי תכונה ייחודית מאוד בולטת.שלא כמו הראשון, הקשר המתכתי אינו מכוון.מה זה אומר?כלומר, ענן האלקטרונים בתוך הגביש נע בחופשיות בתוכה בכיוונים שונים, כל אחד מהאלקטרונים יכול להצטרף בצורה מושלמת כל יון בצומת של המבנה.כלומר, האינטראקציה מתבצעת בכיוונים שונים.לפיכך, הם אומרים שהקשר המתכתי - שאינם-כיווניים.מנגנון

כרוך ההיווצרות של זוגות אלקטרון קשר קוולנטי משותפים, עננים כלומר של אטומים חפיפה.וזה מתרחש אך ורק על קו מסוים חיבור המרכזים שלהם.אז לדבר על הכיוון של קשר כזה.

הרוויה

מאפיין זה משקף את היכולת של אטומים לאינטראקציה מוגבלת או בלתי מוגבלת עם אחרים.לדוגמא, קוולנטיים ואג"ח מתכתי במדד זה הם שוב ניגודים.הראשון

רווי.יש האטומים המעורבים בהקמתו, מספר קבוע של האלקטרונים ערכיות מחוץ, מעורבים באופן ישיר ביצירה של תרכובות.יותר מאשר לאכול, זה לא יהיה האלקטרונים.לכן, מספר הקשרים שנוצר הערכיות מוגבלות.חיבור לפיכך רוויה.בשל תכונה זו, רוב התרכובות יש הרכב כימי קבוע.אג"ח מתכת ומימן

, על יד אחרת, שאינה להרוות.זאת בשל נוכחותם של אלקטרונים חופשיים רבים באורביטלים הגביש.גם לשחק תפקיד באתרי סריג היון, כל אחד מהם עשוי להיות אטום יון ושוב בכל עת.

מאפיין נוסף של האג"ח המתכתי - ענן אלקטרונים הפנימי delocalization.זה בא לידי ביטוי ביכולת של מספר קטן של אלקטרונים המשותפים בין קבוצה של קשירת מתכות גרעין אטום.כלומר, הצפיפות של delocalized כפי שהוא מופץ באופן שווה בין כל היחידות של הגביש.דוגמאות

של מליטה במתכות

לשקול כמה אפשרויות ספציפיות הממחישות כיצד הקשר המתכתי נוצר.דוגמאות לחומרים הבאים:

• אבץ;אלומיניום
• ;אשלגן
• ;כרום
• .היווצרות

של אג"ח מתכתי בין האטומים של אבץ: Zn0 - 2e- ↔ Zn2 +.אטום אבץ יש ארבע רמות כוח.אורביטלים חינם על בסיס המבנה האלקטרוני, יש לו 15-3 p-אורביטלים, 5-4 ד, ו -7 4F.מבנה אלקטרוני של הבא: 1s22s22p63s23p64s23d104p04d04f0, רק ב -30 האלקטרונים האטום.כלומר, שני חלקיקים שליליים ערכיות חופשיים הם מסוגלים לנוע בטווח של 15 אורביטלים מרווחים ואף אחד לא כבוש.ומאז כל אטום.התוצאה - חלל ענק כולל של אורביטלים הריקים, ומספר קטן של אלקטרונים המחייבים את כל המבנה יחד.קשר מתכתי

בין האטומים של אלומיניום: AL0 - אלקטרוני ↔ AL3 +.שלוש עשרה של האלקטרונים של אטום של אלומיניום ממוקמים בשלוש רמות אנרגיה, שהם ללא ספק חסרי שפע.מבנה אלקטרוני: 1s22s22p63s23p13d0.אורביטלים חינם - 7 חתיכות.ברור, ענן האלקטרונים יהיה קטן בהשוואה לשטח פנוי הפנימי המוחלט בגביש.קשר מתכתי כרום

.פריט זה הוא מיוחד במבנה האלקטרוני שלה.אחרי הכל, על מנת לייצב את המערכת הוא הכישלון של אלקטרון מ4s ל 3D מסלולית: 1s22s22p63s23p64s13d54p04d04f0.רק 24 של האלקטרון מהערכיויות שהופכות שישה.הם נכנסים למרחב אלקטרוני נפוץ על ההיווצרות של קשרים כימיים.אורביטלים חינם 15, כי הוא עדיין הרבה יותר ממה שנדרש למילוי.לכן, כרום - כדוגמא אופיינית למתכת לאג"ח המקביל במולקולה.

אחת המתכות הפעילים ביותר המגיבות גם עם מים רגילים של הצתה הוא אשלגן.מה מסביר את מאפיינים כאלה?שוב, במובנים רבים - סוג מתכתי של אג"ח.אלקטרונים פריט זה רק 19, אבל הם נמצאים ככל 4 רמות כוח.כלומר 30 תת-רמות אורביטלים שונה.מבנה אלקטרוני: 1s22s22p63s23p64s13d04p04d04f0.רק שני אלקטרונים ערכיות, עם אנרגיית יינון נמוכה מאוד.זמין להתנתק וללכת למרחב האלקטרוני הנפוץ.אורביטלים להעביר אטום אחד של 22 חתיכות, כלומר חלל רחב מאוד ל" גז האלקטרונים ".דמיון

והבדלים בסוגים אחרים של אגרות חוב

באופן כללי, הנושא כבר נדונו לעיל.אנחנו יכולים רק לסכם ולהסיק.העיקרי הייחודי מכל הסוגים האחרים של תכונות תקשורת הוא גבישי המתכת הם: כמה סוגי

• של חלקיקים המשתתפים בתהליך של כריכה (אטומים, יונים או אטומים, יונים, אלקטרונים);
• מבנה גיאומטרי המרחבי שונה של גבישים.

עם מימן ויוני מתכת משלב שובע ובלתי ממוקד.עם קוולנטיים קוטביות - משיכה אלקטרוסטטית חזקה בין החלקיקים.בנפרד, חלקיקי סוג ion-- בנקודות הסריג הגבישי (יונים).עם פולרי קוולנטיים - האטומים בגביש האתרים.סוגי

של איגרות חוב במדינה הכוללת של מתכת של

שונה כפי שציינו לעיל, קשר המתכתי הכימי, שהודגם במאמר מיוצר בשתי המדינות של מתכות צבירה וסגסוגות שלהם: מוצק ונוזלי.

השאלה היא: איזה סוג של חיבור באדי מתכת?תשובה: קוטב ופולרי קוולנטיים.כמו בכל התרכובות הנמצאות בגז.כלומר, החימום הממושך של המתכת והעברתו מהמוצקה למצב הנוזלי נובע לא נקרעו, והוא שמר על המבנה הגבישי.עם זאת, כאשר מדובר בהעברת הנוזל למצב האדים, הגביש נהרס והפך לקשר מתכתי קוולנטיים.