§ 37. Металлическая химическая связь — краткое содержание
Металлическая химическая связь удерживает атомы металлов в слитках и изделиях и обеспечивает их устойчивость на протяжении длительного времени.
Атомы большинства металлов имеют 1–3 электрона на внешнем энергетическом уровне и сравнительно большой атомный радиус. Поэтому внешние электроны у них слабо удерживаются ядром и легко отделяются. Эти электроны становятся обобществлёнными, то есть общими для всего металлического кристалла.
В результате:
- атомы металла превращаются в положительные ионы;
- ионы располагаются в узлах металлической кристаллической решётки;
- между ними свободно движутся обобществлённые электроны.
Атомы и ионы металла непрерывно переходят друг в друга, поэтому такие частицы называют ион-атомами. Связь между ними осуществляется за счёт притяжения положительных ионов к обобществлённым электронам.
Металлическая связь — это связь между ион-атомами в металлах и сплавах, осуществляемая обобществлёнными электронами.
Именно наличие обобществлённых электронов объясняет основные физические свойства металлов:
- электропроводность — электроны направленно движутся под действием электрического поля;
- теплопроводность — электроны быстро передают тепловую энергию;
- пластичность (ковкость и тягучесть) — слои ионов могут смещаться без разрушения связи;
- металлический блеск;
- большинство металлов твёрдые (исключение — ртуть).
Все типы химических связей имеют общую физическую природу, и между ними нет резкой границы. Например, ионную связь можно рассматривать как предельный случай ковалентной полярной связи.
При плавлении и испарении металлов металлическая связь разрушается. В газообразном состоянии атомы металлов могут существовать в виде отдельных атомов или двухатомных молекул, связанных ковалентной связью.