«Металлическая связь»

тип связи атомов в кристаллических веществах, обладающих металлическими свойствами (металлах (См. Металлы), металлидах (См. Металлиды)). М. с. обусловлена большой концентрацией в таких кристаллах квазисвободных электронов (электронов проводимости (См. Электрон проводимости)).Отрицательно заряженный электронный газ «связывает» положительно заряженные ионы друг с другом (см. Химическая связь, Кристаллохимия).

metallic bonding

metallic bonding

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

тип хим. связи атомов в в-вах, обладающих металлич. св-вами. М. с. обусловлена большой концентрацией в таких кристаллах эл-нов проводимости. Отрицательно заряженный «электронный газ» удерживает положительно заряженные ионы на определённых расстояниях друг от друга (см. МЕТАЛЛЫ, КРИСТАЛЛОХИМИЯ).

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ, в химии - связь, удерживающая вместе атомы МЕТАЛЛА. Внутри кристаллов металлов положительно заряженные ионы держаться посредством электростатического притяжения облака окружающих электронов, которые могут двигаться под различными воздействиями. Такое движение электронов под влиянием приложенного напряжения создает электрический ток, таким образом, являясь причиной ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ металлов.

,

хим. связь, обусловленная взаимод. электронного газа (валентные электроны) в металлах с остовом положительно заряженных ионов кристаллич. решетки. Идеальная модель М. с. отвечает образованию частично заполненных валентными электронами металла зон энергетич. уровней (см. Твердое тело), наз. зонами проводимости. При сближении атомов, образующих металл, атомные орбитали валентных электронов переходят в орбитали, делокализованные по кристаллич. решетке аналогично делокализованным p-орбиталям сопряженных соединений. Количественно описать М. с. можно только в рамках квантовой механики, качественно образование М. с. можно понять исходя из представлений о ковалентной связи.

При сближении двух атомов металла, напр. Li, образуется ковалентная связь, при этом происходит расщепление каждого энергетич. уровня валентного электрона на два. Когда Nатомов Li образуют кристаллич. решетку, перекрывание электронных облаков соседних атомов приводит к тому, что каждый энергетич. уровень валентного электрона расщепляется на Nуровней, расстояния между к-рыми из-за большой величины Nнастолько малы, что их совокупность может считаться практически непрерывной зоной энергетич. уровней, имеющей конечную ширину. Поскольку каждый атом участвует в образовании большего числа связей, чем, напр., в двухатомной молекуле при том же числе валентных электронов, то минимум энергии системы (или максимум энергии связи) достигается при расстояниях больших, чем в случае двухцентровой связи в молекуле. Межатомные расстояния в металлах заметно больше, чем в соед. с ковалентной связью (металлич. радиус атомов всегда больше ковалентного радиуса), а координац. число (число ближайших соседей) в кристаллич. решетках металлов обычно 8 или больше 8. Для наиб. часто встречающихся кристаллич. структур координац. числа равны 8 (объемноцентрир. кубич.), 12 (гранецентрир. кубическая и гексаген. плотно-упакованная). Расчеты параметров металлич. решеток с использованием ковалентных радиусов дают заниженные результаты. Так, расстояние между атомами Li в молекуле Li₂ (ковалентная связь) равно 0,267 нм, в металле Li-0,304 нм. Каждый атом Li в металле имеет 8 ближайших соседей, а на расстоянии, в раз большем,-еще 6. Энергия связи в расчете на один атом Li в результате увеличения числа ближайших соседей увеличивается с 0,96^.10^-19 Дж для Li₂ до 2,9^.10^-19 Дж для кристаллич. Li.

Во мн. металлах М. с. между атомами включает вклады ионной или ковалентной составляющей. Особенности М. с. у каждого металла м. б. связаны, напр., с электростатич. отталкиванием ионов друг от друга с учетом распределения электрич. зарядовое них, с вкладом в образование связи электронов внутр. незаполненных оболочек переходных металлов, с корреляцией движения электронов в электронном газе и нек-рыми др. причинами.

М. с. характерна не только для металлов и их сплавов, но и для металлических соединений (см. также Интерметал-лиды), она сохраняется не только в твердых кристаллах, но и в расплавах и в аморфном состоянии.

Лит.: Блейкмор Дж., Физика твердого тела, пер. с англ., М., 1988. См. также лит. при ст. Металлы. Ю. С. Старк.

металли́ческая связь

химическая связь, обусловленная взаимодействием «электронного газа» (валентные электроны) металлов с остовом положительно заряженных ионов кристаллической решётки. По природе близка к ковалентной связи. Характерна для металлов, их сплавов, металлидов; сохраняется не только в твердых кристаллах, но и в расплавах и аморфном состоянии.

* * *

МЕТАЛЛИ́ЧЕСКАЯ СВЯЗЬ, вид химической связи атомов в веществах, обладающих металлическими свойствами.

Кристалл с металлической связью можно представить себе как решетку из положительно заряженных атомных ядер, погруженных в отрицательно заряженный «газ», состоящий из свободных электронов, который удерживает положительно заряженные ионы на определенных расстояниях друг от друга. От каждого атома может оторваться несколько свободных электронов и все эти электроны обобществляются.

Специфика металлической связи состоит в том, что в обобществлении электронов участвуют все атомы кристалла, и обобществленные электроны не локализуются вблизи своих атомов, а свободно перемещаются внутри решетки, т. е. они уже принадлежат не одному атому, как в случае ионной связи(см. ИОННАЯ СВЯЗЬ), и не паре соседних атомов, как в случае ковалентной связи(см. КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ), а всему кристаллу в целом. Не имея локализованных связей, металлические кристаллы ( в отличие от ионных) не разрушаются при изменении положения атомов, т. е. им свойственна пластичность (ковкость) при деформациях.

Металлическая связь сферически симметрична. Для металлических кристаллов характерны большие координационные числа(см. КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО), плотные упаковки частиц.. Благодаря наличию свободных электронов металлы обладают высокими электро- и теплопроводностью.

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ — особый тип хим. связи атомов в металлах и интерметаллических соединениях, обусловленный высокой концентрацией в кристаллах электронов проводимости. Отрицательно заряженное электронное облако удерживает положительно заряженные ионы на определённых расстояниях друг от друга.