Metallist ühendus. Omadused metalliline side.
Metallside on keemiline side, mis on tingitud suhteliselt vabade elektronide olemasolust. See on iseloomulik nii puhastele metallidele kui ka nende sulamitele ja intermetallilistele ühenditele.
Metallist sideme mehhanism
Positiivsed metalliioonid asuvad kristallvõre kõigis sõlmedes. Nende vahel juhuslikult, nagu gaasimolekulid, liiguvad valentselektronid, mis on ioonide moodustumise käigus aatomitest lahti haakunud. Need elektronid mängivad tsemendi rolli, hoides positiivseid ioone koos; vastasel juhul laguneks võre ioonidevaheliste tõukejõudude toimel. Samal ajal hoiavad elektrone kristallvõres ka ioonid ja nad ei saa sealt lahkuda. Suhtlusjõud ei ole lokaliseeritud ega suunatud. Sel põhjusel ilmnevad enamikul juhtudel suured koordinatsiooninumbrid (nt 12 või 8). Kui kaks metalliaatomit lähenevad üksteisele, kattuvad nende väliskesta orbitaalid, moodustades molekulaarorbitaalid. Kui ilmub kolmas aatom, kattub selle orbitaal kahe esimese aatomi orbitaalidega, andes juurde ühe molekulaarorbitaali. Kui aatomeid on palju, tekib tohutu hulk kolmemõõtmelisi molekulaarorbitaale, mis ulatuvad igas suunas. Orbitaalide mitmekordse kattumise tõttu mõjutavad iga aatomi valentselektronid paljud aatomid.
Iseloomulikud kristallvõred
Enamik metalle moodustab ühe järgmistest väga sümmeetrilistest tihedalt pakitud võredest: kehakeskne kuup, näo keskne kuup ja kuusnurkne.
Kuubikujulises kehakeskses võres (bcc) asuvad aatomid kuubi tippudes ja üks aatom kuubi ruumala keskel. Metallidel on kuupkehakeskne võre: Pb, K, Na, Li, β-Ti, β-Zr, Ta, W, V, α-Fe, Cr, Nb, Ba jne.
Näokeskses kuupvõres (fcc) paiknevad aatomid kuubi tippudes ja iga tahu keskel. Seda tüüpi metallidel on võre: α-Ca, Ce, α-Sr, Pb, Ni, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, γ-Fe, Cu, α-Co jne.
Kuusnurkses võres paiknevad aatomid prisma kuusnurksete aluste tippudes ja keskpunktis ning kolm aatomit prisma kesktasandil. Metallidel on selline aatomite pakend: Mg, α-Ti, Cd, Re, Os, Ru, Zn, β-Co, Be, β-Ca jne.
Muud omadused
Vabalt liikuvad elektronid põhjustavad kõrget elektri- ja soojusjuhtivust. Metallilise sidemega ained ühendavad sageli tugevuse plastilisusega, kuna aatomite üksteise suhtes nihkumisel sidemed ei purune. Samuti oluline vara on metalliline aromaatsus.
Metallid juhivad hästi soojust ja elektrit, on piisavalt tugevad, võivad purunemata deformeeruda. Mõned metallid on tempermalmist (neid saab sepistada), mõned on tempermalmist (neid saab tõmmata traadiks). Neid ainulaadseid omadusi seletatakse spetsiaalse keemilise sidemega, mis ühendab metalliaatomeid üksteisega – metallilise sidemega.
Tahkes olekus metallid eksisteerivad positiivsete ioonide kristallide kujul, justkui "hõljudes" nende vahel vabalt liikuvate elektronide meres.
Metalliline side selgitab metallide omadusi, eelkõige nende tugevust. Deformeeriva jõu mõjul võib metallvõre erinevalt ioonkristallidest muuta oma kuju pragunemata.
Metallide kõrge soojusjuhtivus on seletatav sellega, et kui metallitükki ühelt poolt kuumutada, siis elektronide kineetiline energia suureneb. See energia suurenemine levib "elektroonilises meres" kogu proovis suure kiirusega.
Selgeks saab ka metallide elektrijuhtivus. Kui metalliproovi otstele rakendada potentsiaalide erinevust, siis delokaliseeritud elektronide pilv nihkub positiivse potentsiaali suunas: see samas suunas liikuv elektronide voog on tuttav. elektrit.
Metallist ühendus. Metallilise sideme omadused. - mõiste ja liigid. Kategooria "Metalli side. Metalli sideme omadused" klassifikatsioon ja tunnused. 2017, 2018.
Metallist side tekib metallikristalli aatomite vahel, mis tekib valentselektronide kattumisest. Niisiis, mis on seda tüüpi side ja millistes ühendites see esineb?
Metalliline keemiline side eksisteerib metallikristallides ja vedelas sulas olekus. Selle moodustavad elemendid, mille välistasandi aatomites on vähe elektrone (1-3) võrreldes väliste, energeetiliselt lähedaste orbitaalide koguarvuga.
Riis. 1. Metallilise sideme tekkimise skeem.
Madala ionisatsioonienergia tõttu jäävad valentselektronid aatomis nõrgalt kinni. Seega on naatriumi aatomil 9 vaba ja energeetiliselt lähedast orbitaali valentselektroni (3S 1) kohta (üks 3s, kolm 3p ja viis 3d).
Ionisatsioonienergia madala väärtuse tõttu jääb valentselektron nõrgalt kinni ja liigub vabalt mitte ainult oma 9 vaba orbitaali piires, vaid tiheda pakkimisega kristallis ja teiste aatomite vabadel orbitaalidel, luues ühenduse.
Keemiline side on tugevalt delokaliseeritud: elektronid on sotsialiseerunud ("elektrongaas") ja liiguvad positiivselt laetud ioonide vahel kogu metallitükis, mis on üldiselt elektriliselt neutraalne.
Elektronide vaba liikumine läbi kristalli seletab sideme mittesuunalisust ja küllastumatust, aga ka selliseid metallide füüsikalisi omadusi nagu plastilisus, sära, elektri- ja soojusjuhtivus.
Riis. 2. Metallilise keemilise sideme omadused.
Metallid moodustavad peaaegu alati väga sümmeetrilised võred tihedalt asetsevate aatomitega. Kristallvõre on kolme tüüpi:
Riis. 3. Kuubikujuline näokeskne kristallvõre.
Seda tüüpi kristallvõre on järgmistel metallidel: magneesium, kaadmium, reenium, osmium, ruteenium, berüllium ja paljud teised.
Metallside on olemuselt sarnane kovalentse sidemega, kuid erineb sellest selle poolest, et elektronide sotsialiseerumist selle moodustumise ajal viivad läbi korraga paljud aatomid. See artikkel määratleb mõiste "metalliline side", samuti metallilise keemilise sideme näited.
TUNNIDE AJAL
Tuvastage elemendid, mis on vales "järjekorras". Miks?
Ca Fe P K Al Mg Na
Millised elemendid tabelist Mendelejev nimetatakse metallideks?
Täna saame teada, millised omadused on metallidel ja kuidas need sõltuvad metalliioonide vahel tekkivast sidemest.
Kõigepealt meenutagem metallide asukohti perioodilises süsteemis?
Metallid, nagu me kõik teame, ei eksisteeri tavaliselt isoleeritud aatomite kujul, vaid tüki, valuploki või metalltoote kujul. Uurime välja, mis kogub metalliaatomeid terviklikku ruumalasse.
Näites näeme kullatükki. Ja muide, kuld on ainulaadne metall. Puhast kulda sepistades saab 0,002 mm paksuse fooliumi! selline väikseim fooliumileht on peaaegu läbipaistev ja sellel on roheline toon luumen. Selle tulemusel saate tikutoosi suurusest kullaplokist õhukese fooliumi, mis katab tenniseväljaku ala.
Keemilises mõttes iseloomustab kõiki metalle valentselektronide eraldamise lihtsus ja selle tulemusena positiivselt laetud ioonide moodustumine ja ainult positiivne oksüdatsioon. Seetõttu on vabas olekus metallid redutseerivad ained. ühine omadus metalli aatomid on suured suurused mittemetallide suhtes. Välimised elektronid on juures pikki vahemaid tuumast ja seetõttu on sellega nõrgalt seotud, seetõttu rebenevad need kergesti ära.
Suurema hulga metallide aatomitel välistasandil on väike arv elektrone - 1,2,3. Need elektronid eralduvad kergesti ja metalliaatomid muutuvad ioonideks.
Me0 – n ē ⇆ Mehed+
metalli aatomid – elektronid välised. orbiidid ⇆ metalliioonid
Seega võivad eraldunud elektronid liikuda ühelt ioonilt teisele ehk vabaneda ja justkui siduda ühtseks tervikuks.Seetõttu selgub, et kõik eraldunud elektronid on ühised, kuna on võimatu mõista, milline elektron millisele metalliaatomile kuulub.
Elektronid võivad ühineda katioonidega, siis tekivad ajutiselt aatomid, millest elektronid seejärel lahti rebitakse. See protsess on pidev ja katkematu. Selgub, et suurem osa metallide aatomitest muundatakse pidevalt ioonideks ja vastupidi. Sel juhul seob väike hulk ühiseid elektrone suure hulga metalliaatomeid ja ioone. Kuid on oluline, et elektronide arv metallis oleks võrdne positiivsete ioonide kogulaenguga, st selgub, et üldiselt jääb metall elektriliselt neutraalseks.
Sellist protsessi esitatakse mudelina – metalliioonid on elektronide pilves. Sellist elektronipilve nimetatakse "elektrongaasiks".
Siin näiteks sellel pildil näeme, kuidas elektronid liiguvad liikumatute ioonide vahel metalli kristallvõre sees. 
Riis. 2. Elektronide liikumine
Et paremini mõista, mis on elektrongaas ja kuidas see selles käitub keemilised reaktsioonid näha erinevaid metalle huvitav video. (Selles videos nimetatakse kulda ainult värviks!)
Nüüd saame definitsiooni kirja panna: metalliline side on metallides aatomite ja ioonide vaheline side, mis tekib elektronide sotsialiseerumise tõttu.
Võrdleme igasuguseid meile teadaolevaid seoseid ja parandame need, et neid paremini eristada, selleks vaatame videot.
Metallist sidet ei esine mitte ainult puhastes metallides, vaid see on iseloomulik ka erinevate metallide segudele, erineva agregatsiooniastmega sulamitele.
Metalliline side on oluline ja määrab metallide põhiomadused
- elektrijuhtivus - elektronide juhuslik liikumine metalli mahus. Aga väikese potentsiaalivahega, et elektronid liiguksid korrapäraselt. Parima juhtivusega metallid on Ag, Cu, Au, Al.
- plastilisus
Metallikihtide vahelised sidemed ei ole väga olulised, see võimaldab kihte koormuse all liigutada (deformeerida metalli ilma seda purustamata). Parimad deformeeritavad metallid (pehmed) Au, Ag, Cu.
- metalliline läige
Elektrongaas peegeldab peaaegu kõiki valguskiiri. Seetõttu säravad puhtad metallid nii tugevalt ja enamasti on neil hall või valge värv. Metallid, mis on parimad helkurid Ag, Cu, Al, Pd, Hg
1. harjutus
Valige ainete valemid, millel on
a) kovalentne polaarne side: Cl2, KCl, NH3, O2, MgO, CCl4, SO2;
b) ioonse sidemega: HCl, KBr, P4, H2S, Na2O, CO2, CaS.
2. harjutus
Kustutage ülejääk:
a) CuCl2, Al, MgS
b) N2, HCl, O2
c) Ca, CO2, Fe
d) MgCl2, NH3, H2
Naatriummetall, liitiummetall ja muud leelismetallid muudavad leegi värvi. Liitiummetall ja selle soolad annavad tulele punase värvuse, naatriummetall ja naatriumisoolad kollase, kaaliummetall ja selle soolad violetse ning rubiidium ja tseesium samuti violetse, kuid heledama värvuse.
Riis. 4. Metallist liitiumi tükk 
Riis. 5. Leegi värvimine metallidega
Liitium (Li). Liitiummetall, nagu ka naatriummetall, on leelismetall. Mõlemad lahustuvad vees. Naatrium lahustub vees, moodustades naatriumhüdroksiidi, väga tugeva happe. Leelismetallide lahustamisel vees eraldub palju soojust ja gaasi (vesinikku). Selliseid metalle ei ole soovitatav kätega puudutada, kuna võite saada põletushaavu.
1. Tund teemal "Metalli keemiline side", keemiaõpetaja Tukhta Valentina Anatoljevna MOU "Esenovichskaya keskkool"
2. F. A. Derkach "Keemia", - teaduslik ja metoodiline käsiraamat. - Kiiev, 2008.
3. L. B. Tsvetkova " Anorgaaniline keemia» - 2. trükk, parandatud ja suurendatud. – Lvov, 2006.
4. V. V. Malinovski, P. G. Nagornõi "Anorgaaniline keemia" - Kiiev, 2009.
5. Glinka N.L. üldine keemia. - 27 trükk / Under. toim. V.A. Rabinovitš. - L .: Keemia, 2008. - 704 lk.
Toimetas ja saatis Lisnyak A.V.
Tunni kallal töötas:
Tukhta V.A.
Lisnyak A.V.
Esitage küsimus selle kohta kaasaegne haridus, väljendage ideed või lahendage kiireloomuline probleem Haridusfoorum kus värskete mõtete ja tegude haridusnõukogu kohtub rahvusvaheliselt. Olles loonud ajaveeb, keemia 8. klass
Õppisite, kuidas metallide ja mittemetalliliste elementide aatomid omavahel interakteeruvad (elektronid liiguvad esimesest teise), samuti mittemetalliliste elementide aatomid omavahel (nende aatomite väliste elektrooniliste kihtide paarimata elektronid ühinevad ühisteks elektronpaarideks). Nüüd tutvume sellega, kuidas metallelementide aatomid omavahel suhtlevad. Metallid ei eksisteeri tavaliselt isoleeritud aatomitena, vaid valuploki või metallitükina. Mis hoiab metalli aatomeid koos?
Enamiku metallelementide aatomid välistasandil sisaldavad väikest arvu elektrone - 1, 2, 3. Need elektronid on kergesti eralduvad ja aatomid muutuvad positiivseteks ioonideks. Eraldunud elektronid liiguvad ühelt ioonilt teisele, sidudes need ühtseks tervikuks.
On lihtsalt võimatu aru saada, milline elektron millisele aatomile kuulus. Kõik eraldunud elektronid muutusid ühiseks. Ühendades ioonidega, moodustavad need elektronid ajutiselt aatomeid, seejärel katkevad uuesti ja ühinevad teise iooniga jne. Protsess toimub lõputult, mida saab esitada diagrammiga:
Järelikult muutuvad aatomid metalli mahus pidevalt ioonideks ja vastupidi. Neid nimetatakse aatomioonideks.
Joonisel 41 on skemaatiliselt kujutatud naatriummetalli fragmendi struktuur. Iga naatriumi aatomit ümbritseb kaheksa naaberaatomit.
Riis. 41.
Kristallilise naatriumi fragmendi struktuuri skeem
Eraldunud väliselektronid liiguvad vabalt ühelt moodustunud ioonilt teisele, ühendades justkui liimides naatriumi ioonse karkassi üheks hiiglaslikuks metallkristalliks (joonis 42).
Riis. 42.
Metallilise sideme skeem
Metallilisel sidemel on mõningaid sarnasusi kovalentse sidemega, kuna see põhineb väliste elektronide sotsialiseerumisel. Kovalentse sideme moodustumisel aga sotsialiseeritakse vaid kahe naaberaatomi välised paarimata elektronid, metallilise sideme tekkimisel aga osalevad kõik aatomid nende elektronide sotsialiseerimises. Seetõttu on kovalentse sidemega kristallid rabedad, metallsidemega kristallid aga reeglina plastilised, elektrit juhtivad ja metallilise läikega.
Joonisel 43 on kujutatud iidne kuldne hirve kujuke, mis on juba üle 3,5 tuhande aasta vana, kuid pole kaotanud oma väärismetallist läiget, mis on iseloomulik kullale – sellele kõige plastilisemale metallile.
riis. 43. Kuldhirv. 6. sajand eKr e.
Metalliline side on iseloomulik nii puhastele metallidele kui ka erinevate metallide segudele – sulamitele, mis on tahkes ja vedelas olekus. Auruolekus on metalliaatomid aga omavahel seotud kovalentse sidemega (näiteks kollase valgusega lambid täidetakse suurte linnade tänavate valgustamiseks naatriumauruga). Metallipaarid koosnevad üksikutest molekulidest (mona- ja kaheaatomilistest).
Keemiliste sidemete küsimus on keemiateaduse keskne küsimus. Tutvusite esialgsete ideedega keemiliste sidemete tüüpide kohta. Tulevikus saate teada palju huvitavat keemilise sideme olemuse kohta. Näiteks, et enamikus metallides on lisaks metallilisele sidemele ka kovalentne side, et on ka teist tüüpi keemilisi sidemeid.
Märksõnad ja fraasid
Töö arvutiga
Küsimused ja ülesanded
Iooniline side
(kasutati veebilehe http://www.hemi.nsu.ru/ucheb138.htm materjale)
Iooniline side toimub elektrostaatilise külgetõmbe abil vastupidiselt laetud ioonide vahel. Need ioonid tekivad elektronide üleminekul ühelt aatomilt teisele. Iooniline side moodustub aatomite vahel, mille elektronegatiivsuse erinevused on suured (tavaliselt suurem kui 1,7 Paulingi skaalal), näiteks leelismetallide ja halogeenide vahel.
Vaatleme ioonse sideme tekkimist NaCl moodustumise näitel.
Aatomite elektroonilistest valemitest
Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ja
Kl 1 s 2 2 2 2 p 6 3 s 2 3 p 5
Näha on, et välise nivoo lõpetamiseks on naatriumiaatomil lihtsam loobuda ühest elektronist kui lisada seitse ja klooriaatomil on lihtsam lisada üks kui seitsmest. Keemilistes reaktsioonides loovutab naatriumi aatom ühe elektroni ja klooriaatom võtab selle vastu. Selle tulemusena muudetakse naatriumi- ja klooriaatomite elektronkestad väärisgaaside stabiilseteks elektronkihtideks (naatriumkatiooni elektrooniline konfiguratsioon
Na + 1s 2 2s 2 2p 6,
ja kloorianiooni elektrooniline konfiguratsioon
Cl – - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6).
Ioonide elektrostaatiline interaktsioon viib NaCl molekuli moodustumiseni.
Keemilise sideme olemus peegeldub sageli agregatsiooni olekus ja aine füüsikalistes omadustes. Ioonsed ühendid, nagu naatriumkloriid NaCl, on tahked ja tulekindlad, kuna nende "+" ja "-" ioonide laengute vahel on võimsad elektrostaatilised külgetõmbejõud.
Negatiivse laenguga kloriidioon tõmbab ligi mitte ainult "oma" Na + iooni, vaid ka teisi enda ümber olevaid naatriumioone. See toob kaasa asjaolu, et ühegi iooni lähedal pole mitte ühte vastupidise märgiga iooni, vaid mitu.
Naatriumkloriidi NaCl kristalli struktuur.
Tegelikult on iga kloriidiooni ümber 6 naatriumiooni ja iga naatriumiooni ümber 6 kloriidiooni. Sellist järjestatud ioonide pakkimist nimetatakse ioonkristalliks. Kui kristallis isoleeritakse eraldiseisev klooriaatom, siis ümbritsevate naatriumiaatomite hulgast ei ole enam võimalik leida seda, millega kloor reageeris.
Elektrostaatiliste jõududega üksteise poole tõmbudes on ioonid välisjõu või temperatuuri tõusu mõjul äärmiselt tõrksad oma asukohta muutma. Kui aga naatriumkloriid sulatatakse ja kuumutamist jätkatakse vaakumis, siis see aurustub, moodustades kaheaatomilised NaCl molekulid. See viitab sellele, et kovalentsed sidemejõud ei ole kunagi täielikult välja lülitatud.
Ioonse sideme peamised omadused ja ioonsete ühendite omadused
1. Ioonne side on tugev keemiline side. Selle sideme energia on umbes 300–700 kJ/mol.
2. Erinevalt kovalentsest sidemest, ioonne side on mittesuunaline, kuna ioon võib vastasmärgiga ioone enda poole meelitada igas suunas.
3. Erinevalt kovalentsest sidemest on iooniline side küllastumata, kuna vastasmärgiga ioonide vastastikmõju ei too kaasa nende jõuväljade täielikku vastastikust kompenseerimist.
4. Ioonse sidemega molekulide moodustumise protsessis ei toimu elektronide täielikku ülekannet, seetõttu 100% ioonset sidet looduses ei eksisteeri. NaCl molekulis on keemiline side ainult 80% iooniline.
5. Ioonsed ühendid on tahked kristalsed ained millel on kõrge sulamis- ja keemistemperatuur.
6. Enamik ioonseid ühendeid lahustub vees. Ioonsete ühendite lahused ja sulamid juhivad elektrivoolu.
metallist ühendus
Metallkristallid on paigutatud erinevalt. Kui kaalute metallilist naatriumi tükki, avastate, et see erineb väliselt väga lauasoolast. Naatrium on pehme metall, kergesti lõigatav noaga, lapik haamriga, seda saab kergesti sulatada tassis piirituslambil (sulamistemperatuur 97,8 o C). Naatriumkristallides on iga aatom ümbritsetud kaheksa teise sarnase aatomiga.
Metallilise Na kristalli struktuur.
Jooniselt on näha, et kuubi keskel asuval Na aatomil on 8 lähimat naabrit. Kuid sama võib öelda ka kõigi teiste kristalli aatomite kohta, kuna need on kõik ühesugused. Kristall koosneb sellel pildil kujutatud "lõpmatult" korduvatest fragmentidest.
Metalli aatomid välisküljel energia tase sisaldavad väikest arvu valentselektrone. Kuna metalliaatomite ionisatsioonienergia on madal, on valentselektronid nendes aatomites nõrgalt kinni. Selle tulemusena tekivad metallide kristallvõres positiivselt laetud ioonid ja vabad elektronid. Sel juhul asuvad metalli katioonid kristallvõre sõlmedes ja elektronid liiguvad vabalt positiivsete tsentrite väljas, moodustades nn "elektrongaasi".
Negatiivse laenguga elektroni olemasolu kahe katiooni vahel viib selleni, et iga katioon interakteerub selle elektroniga.
Seega metalliside on metallikristallides leiduvate positiivsete ioonide vaheline side, mis toimub kristallis vabalt liikuvate elektronide külgetõmbamisel.
Kuna metallis olevad valentselektronid on kristallis ühtlaselt jaotunud, on metalliside, nagu ka ioonne, suunamata side. Erinevalt kovalentsest sidemest on metalliside küllastumata side. Metallside erineb kovalentsest sidemest ka tugevuse poolest. Metallilise sideme energia on umbes kolm kuni neli korda väiksem kovalentse sideme energiast.
Tänu elektrongaasi suurele liikuvusele iseloomustab metalle kõrge elektri- ja soojusjuhtivus.
Metallkristall näeb välja piisavalt lihtne, kuid selle elektrooniline struktuur on tegelikult keerulisem kui ioonsoola kristallide oma. Metallelementide välisel elektronkihil ei ole piisavalt elektrone, et moodustada täisväärtuslik kovalentne või ioonne side. Seetõttu koosneb enamik metalle gaasilises olekus üheaatomilistest molekulidest (st üksikutest, mitteseotud aatomitest). Tüüpiline näide on elavhõbedaaur. Seega tekib metalliline side metalliaatomite vahel ainult vedelas ja tahkes agregatsiooni olekus.
Metallist sidet saab kirjeldada järgmiselt: osa metalliaatomeid tekkivas kristallis annavad oma valentselektronid aatomitevahelisele ruumile (naatriumis on see ... 3s1), muutudes ioonideks. Kuna kõik metalliaatomid kristallis on ühesugused, on igaühel neist võrdne võimalus kaotada valentselektron.
Teisisõnu, elektronide üleminek neutraalsete ja ioniseeritud metalliaatomite vahel toimub ilma energiatarbimiseta. Sel juhul satub osa elektronidest alati "elektrongaasina" aatomitevahelisse ruumi.
Need vabad elektronid hoiavad esiteks metalliaatomeid üksteisest teatud tasakaalukaugusel.
Teiseks annavad need metallidele iseloomuliku "metallilise läike" (vabad elektronid võivad interakteeruda valguskvantidega).
Kolmandaks tagavad vabad elektronid metallidele hea elektrijuhtivuse. Metallide kõrget soojusjuhtivust seletatakse ka vabade elektronide olemasoluga aatomitevahelises ruumis – need "reageeruvad" kergesti energiamuutustele ja aitavad kaasa selle kiirele edasikandumisele kristallis.
Lihtsustatud mudel elektrooniline struktuur metallist kristall.
******** Naatriummetalli näitel vaadelgem metallilise sideme olemust aatomiorbitaalide ideede vaatenurgast. Naatriumi aatomil, nagu paljudel teistel metallidel, puuduvad valentselektronid, kuid on olemas vabad valentsorbitaalid. Ainus 3s naatriumi elektron on võimeline liikuma mis tahes vabale ja lähedasele energiaga naaberorbitaalile. Kui kristallis olevad aatomid lähenevad üksteisele, kattuvad naaberaatomite välisorbitaalid, mille tõttu loovutatud elektronid liiguvad vabalt läbi kristalli.
Kuid "elektrongaas" ei ole üldse segane, nagu võib tunduda. Metallkristalli vabad elektronid asuvad kattuvatel orbitaalidel ja on teatud määral sotsialiseerunud, moodustades omamoodi kovalentsed sidemed. Naatrium, kaalium, rubiidium ja teised metallist s-elemendid sotsialiseeritud elektrone on lihtsalt vähe, nii et nende kristallid on haprad ja sulavad. Valentselektronide arvu suurenemisega metallide tugevus reeglina suureneb.
Seega kipuvad elemendid moodustama metallilise sideme, mille väliskestadel olevatel aatomitel on vähe valentselektrone. Need valentselektronid, mis teostavad metallilist sidet, on sotsialiseerunud sellisel määral, et nad võivad liikuda läbi kogu metallikristalli ja tagada metalli kõrge elektrijuhtivuse.
NaCl kristall ei juhi elektrit, kuna ioonidevahelises ruumis pole vabu elektrone. Kõik naatriumiaatomite poolt loovutatud elektronid hoiavad enda ümber kindlalt kloriidioone. See on üks olulisi erinevusi ioonsete kristallide ja metalliliste kristallide vahel.
See, mida te nüüd metallilise sideme kohta teate, selgitab ka enamiku metallide suurt vormitavust (plastilisust). Metalli saab tasandada õhukeseks leheks, tõmmata traadiks. Fakt on see, et metallkristalli üksikud aatomikihid võivad suhteliselt kergesti üksteise peale libiseda: liikuv "elektrongaas" pehmendab pidevalt üksikute positiivsete ioonide liikumist, varjates neid üksteise eest.
Loomulikult ei saa sellega midagi sellist teha lauasool, kuigi sool on samuti kristalne aine. Ioonkristallides on valentselektronid kindlalt seotud aatomi tuumaga. Ühe ioonikihi nihkumine teise suhtes viib sama laenguga ioonide koondumiseni ja põhjustab nende vahel tugeva tõuke, mille tulemusena kristall hävib (NaCl on habras aine).
Ioonsete kristallide kihtide nihkumine põhjustab suurte tõukejõudude ilmnemise sarnaste ioonide vahel ja kristalli hävimise.
