METALIK BAĞ: ÖZELLIKLERI, NASIL OLUŞTUĞU VE ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Metalik bağ sıkıca metalik elementlerin atomları tutan biridir. Metallerde bulunur ve onları sert, sünek, dövülebilir malzemeler ve iyi ısı ve elektrik iletkenleri olarak karakterize eden tüm fiziksel özelliklerini tanımlar.

Tüm kimyasal bağlar arasında, metalik bağ, elektronların yalnızca bir çift atom arasında konumlanmadığı, ancak milyonlarca atom arasında bir tür yapıştırıcı veya onları sıkıca bir arada tutan "elektron denizi" içinde yer değiştirdiği tek bağdır. veya yapışkan.

Bakır metal bağı

Örneğin, metal bakır olduğunu varsayalım. Bakırda, Cu atomları metalik bağı oluşturmak için değerlik elektronlarını bırakır. Bu bağın üzerinde, elektronlarla (sarı daireler) çevrili Cu2 ⁺ katyonları (mavi daireler) olarak temsil edilir . Elektronlar hala değil: Bakır kristali boyunca hareket ediyorlar. Bununla birlikte, metallerde resmi olarak katyonlardan değil, nötr metal atomlarından söz ediyoruz.

Metalik bağ, metalik elementlerin ve alaşımlarının özelliklerinin incelenmesiyle doğrulanır. Bunlar, aynı zamanda yüksek erime ve kaynama noktalarına sahip bir dizi parlak, gümüş, sert, sert malzemeyi birleştirir.

Metalik bağ nasıl oluşur?

Çinko içinde metalik bağ

Metal bağı yalnızca bir set veya metal atom grubu arasında oluşur. Elektronların metalik kristal içinde yer değiştirebilmesi için, üzerinde gidebilecekleri bir "otoyol" olması gerekir. Bu, komşu atomların tüm atomik yörüngelerinin üst üste binmesinden tasarlanmıştır.

Örneğin, bir sıra çinko atomu düşünün, Zn ··· Zn ··· Zn ···. Bu atomlar, moleküler orbitaller oluşturmak için valans atomik orbitalleriyle örtüşür. Sırasıyla, bu moleküler orbitaller, komşu Zn atomlarının diğer orbitalleriyle çakışır.

Her çinko atomu, metalik bağa katkıda bulunmak için iki elektrona katkıda bulunur. Bu şekilde, moleküler orbitallerin ve çinko tarafından bağışlanan atomların üst üste gelmesi veya birleşmesi, elektronların kristal boyunca sanki bir yapıştırıcı veya elektron deniziymiş gibi yer değiştirdiği bir "otoyol" oluşturur. tüm metalik atomları yıkamak.

Metalik bağın özellikleri

Yapılar

Metalik bağ, atomların yakından birleştiği ve onları ayıran fazla mesafe olmaksızın kompakt yapılardan kaynaklanır. Belirli yapının türüne bağlı olarak, bazıları diğerlerinden daha yoğun olan farklı kristaller vardır.

Metalik yapılarda moleküllerden değil, nötr atomlardan (veya diğer perspektiflere göre katyonlardan) söz edilir. Bakır örneğe dönersek, onun sıkıştırılmış kristaller hiçbir bakır vardır ₂ molekülleri , bir Cu-Cu kovalent bağ ile,.

Tanzimat

Metalik bağ, kendini yeniden düzenleme özelliğine sahiptir. Bu kovalent ve iyonik bağlarda olmaz. Kovalent bağ koparsa, hiçbir şey olmamış gibi yeniden oluşmayacaktır. Ayrıca, kimyasal bir reaksiyon gerçekleşmedikçe iyonik bağ üzerindeki elektrik yükleri değişmezdir.

Bu noktayı açıklamak için örneğin metal civa düşünün.

İki bitişik cıva atomu arasındaki metalik bağ, Hg ··· Hg, kristal onu deforme eden bir dış kuvvete maruz kalırsa, başka bir komşu atomla kırılabilir ve yeniden oluşabilir.

Böylece cam deformasyona uğrarken bağ yeniden düzenlenir. Bu, metallere sünek ve yumuşak malzemeler olma özelliklerini verir. Aksi takdirde sıcakken bile cam veya seramik parçası gibi kırılırlar.

Isıl ve elektriksel iletkenlikler

Metalik bağın sahip olduğu elektronların yer değiştirmesi özelliği, metallere ısı ve elektrik iletme yeteneği de verir. Bunun nedeni, elektronların yer değiştirmesi ve her yerde hareket etmesi nedeniyle atomik titreşimleri bir dalga gibi etkili bir şekilde iletmeleridir. Bu titreşimler ısıya dönüşür.

Öte yandan, elektronlar hareket ettiğinde, geride diğerlerinin işgal edebileceği boş alanlar kalır, böylece daha fazla elektronun "geçebileceği" ve böylece bir elektrik akımı oluşturabileceği bir elektronik boşluk oluşur.

Prensip olarak, olgunun arkasındaki fiziksel teorilere değinmeden, bu, metallerin elektriksel iletkenliğinin genel açıklamasıdır.

Metalik parlaklık

Yer değiştirmiş ve mobil elektronlar da görünür ışıkta fotonlarla etkileşime girebilir ve bunları reddedebilir. Metalin yoğunluğuna ve yüzeyine bağlı olarak, farklı gri veya gümüş tonları ve hatta yanardöner parıltılar sergileyebilir. En istisnai durumlar, belirli frekanslardaki fotonları emen bakır, cıva ve altındır.

Elektron yer değiştirme

Metalik bağı anlamak için elektronların yer değiştirmesinin ne anlama geldiğini anlamak gerekir. Elektronların nerede olduğunu belirlemek imkansızdır. Bununla birlikte, hangi uzay bölgesinde bulunabilecekleri tahmin edilebilir. Kovalent bir AB bağında, elektron çifti, A ve B atomlarını ayıran boşlukta dağıtılır; daha sonra A ve B arasında yer aldıkları söylenir.

Bununla birlikte, bir AB metalik bağında, elektronların bir AB kovalent bağında olduğu gibi davrandığı söylenemez. A ve B'nin iki spesifik atomu arasında yer almazlar, ancak yoğunlaştırılmış, yani yakın bağlanmış A ve B atomlarının bulunduğu katının diğer kısımlarına yayılır veya yönlendirilirler.

Böyle olduğunda, metalik bağın elektronlarının yerelleştirildiği söylenir: bakır atomları ve elektronlarıyla ilk resimde gösterildiği gibi, A ve B atomlarının olduğu herhangi bir yönde hareket ederler.

Bu nedenle, metalik bağda bu elektronların yer değiştirmesinden bahsediyoruz ve bu özellik, metallerin sahip olduğu özelliklerin çoğundan sorumludur. Elektron denizi teorisi de buna dayanmaktadır.

Metalik bağ örnekleri

Günlük hayatta yaygın olarak kullanılan metal halkalardan bazıları şunlardır:

- Metalik elemanlar

Çinko

Çinko içinde metalik bağ

Bir geçiş metali olan çinkoda, atomları metal bağıyla bağlanır.

Altın (Au)

Saf altın, bu malzemenin bakır ve gümüş ile alaşımları gibi, şu anda kaliteli mücevherlerde oldukça kullanılmaktadır.

Bakır (Cu)

Bu metal, mükemmel elektrik iletim özellikleri sayesinde elektriksel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Gümüş (Ag)

Özellikleri göz önüne alındığında, bu metal hem ince mücevher uygulamalarında hem de endüstriyel alanda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Nikel (Ni)

Saf haliyle, genellikle madeni para, pil, dökümhane veya çeşitli metal parçaların imalatında kullanılır.

Kadmiyum (Cd)

Çok zehirli bir malzemedir ve pil imalatında kullanılır.

Platin (Pt)

Güzel takılarda (altınla alaşımlar) ve laboratuar ölçüm aletleri ve diş implantlarının imalatında kullanılır.

Titanyum (Ti)

Bu metal, mühendislikte ve ayrıca osteosentetik implantların, endüstriyel uygulamalarda ve mücevherat imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kurşun (Pb)

Bu malzeme, elektrik iletkenlerinin imalatında, daha özel olarak, telefon ve telekomünikasyon kablolarının dış kılıfının imalatında kullanılmaktadır.

- Metalik bileşikler

Ortak çelik

Demirin karbon ile reaksiyonu, demire kıyasla mekanik gerilime çok daha dirençli bir malzeme olan sıradan çelik üretir.

Paslanmaz çelik

Yukarıdaki malzemede bir varyasyon, sıradan çeliğin krom ve nikel gibi geçiş metalleriyle birleştirilmesiyle bulunabilir.

Bronz

Sırasıyla yaklaşık% 88 ve% 12 oranında bakır ile kalay birleştirilerek üretilir. Madeni para, alet ve kamu süs eşyalarının yapımında kullanılır.

Cıva alaşımları

Diş hekimliğinde kullanılan amalgamları gümüş, bakır ve çinko gibi diğer geçiş metalleri ile çeşitli cıva alaşımları üretir.

Krom Platin Alaşımı

Bu tür alaşımlar, tıraş bıçağı yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Pieltre

Bu kalay, antimon, zarf ve bizmut alaşımı genellikle ev eşyaları yapmak için kullanılır.

Pirinç

Bakırın çinko ile birleştirilmesiyle sırasıyla% 67 ve% 33 oranında üretilir. Hırdavat eşyalarının imalatında kullanılır.

Elektron Denizi Teorisi

Bir elektron denizinin basit temsili. Kaynak: Muskid

Yukarıdaki görüntü, bir elektron denizi kavramını göstermektedir. Elektron denizi teorisine göre, metal atomları değerlik elektronlarını (negatif yükler) atom iyonlarına (pozitif yükler) dönüştürmek için atarlar. Açığa çıkan elektronlar, metalik kristalin her bir inçinde yerelleştirildikleri bir denizin parçası haline gelir.

Ancak bu, bir metalin iyonlardan oluştuğu anlamına gelmez; atomları aslında nötrdür. Sıvı civa içindeki Hg ⁺ iyonlarından değil, nötr Hg atomlarından söz ediyoruz .

Elektron denizini görselleştirmenin bir başka yolu da atomların nötr olduğunu varsaymaktır. Böylece, elektronlarına kendilerini sıkı bir şekilde bağlı tutan metalik bağı tanımlamaları için izin vermelerine rağmen, kristalin diğer bölgelerinden anında başka elektronlar da alırlar, böylece asla pozitif bir yük elde etmezler.

Bu teori, metallerin neden sünek, dövülebilir olduğunu ve bir kristalin kırılmadan deformasyonuna izin vermek için bağların nasıl yeniden düzenlenebileceğini açıklar. Bazı insanlar bu elektron denizine "elektronik çimento" diyorlar çünkü hareket edebiliyor, ancak normal şartlar altında metalik atomları katılaştırıyor ve sabit ve sabit tutuyor.

Referanslar

1. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya (8. baskı). CENGAGE Öğrenme.
2. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya . (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.
3. Vikipedi. (2020 yılında). Metalik bağlayıcı. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
4. Encyclopaedia Britannica'nın Editörleri. (4 Nisan 2016). Metalik bağ. Encyclopædia Britannica. Britannica.com'dan kurtarıldı
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (29 Ocak 2020). Metalik Bağ: Tanım, Özellikler ve Örnekler. Kurtarıldı: thinkco.com
6. Jim Clark. (29 Eylül 2019). Metalik bağlayıcı. Kimya LibreTexts. Chem.libretexts.org adresinden kurtarıldı
7. Mary Ellen Ellis. (2020 yılında). Metalik Bağ nedir? - Tanım, Özellikler ve Örnekler. Ders çalışma. Study.com'dan kurtarıldı