Introduksjon Til Kjemi

Læringsmål

• Beskriv metalliske krystaller.

Vilkår

• metalAny av et antall kjemiske elementer i det periodiske bordet som danner en metallisk binding med andre metallatomer. Det er generelt skinnende, formbar, og en leder av varme og elektrisitet.metallisk binda kjemisk binding der mobile elektroner deles over mange kjerner; dette fører til elektrisk ledning.

Metalliske Egenskaper

i et metall mister atomer lett elektroner for å danne positive ioner (kationer). Disse ioner er omgitt av delokaliserte elektroner, som er ansvarlige for ledningsevne. Det faste stoffet som produseres holdes sammen av elektrostatiske interaksjoner mellom ioner og elektronmolen. Disse interaksjonene kalles metalliske bindinger. Metallbinding står for mange fysiske egenskaper av metaller, som styrke, formbarhet, duktilitet, termisk og elektrisk ledningsevne, opasitet og glans.

Forstått som deling av «frie» elektroner mellom et gitter av positivt ladede ioner( kationer), blir metallisk binding noen ganger sammenlignet med binding av smeltede salter; imidlertid gjelder dette forenklede syn for svært få metaller. I en kvantemekanisk visning sprer de ledende elektronene sin tetthet likt over alle atomer som fungerer som nøytrale (ikke-ladede) enheter.Atomer i metaller er arrangert som tettpakkede kuler, og to pakkemønstre er spesielt vanlige: kroppssentrert kubikk, hvor hvert metall er omgitt av åtte ekvivalente metaller, og ansiktscentrert kubikk, hvor metallene er omgitt av seks nærliggende atomer. Flere metaller adopterer begge strukturer, avhengig av temperaturen.Metaller har generelt høy elektrisk ledningsevne, høy termisk ledningsevne og høy tetthet. De er vanligvis deformerbare (formbare) under stress, uten spalting. Noen metaller (alkalimetaller og jordalkalimetaller) har lav tetthet, lav hardhet og lave smeltepunkter. Når det gjelder optiske egenskaper, metaller er ugjennomsiktig, skinnende og skinnende.

Smeltepunkt og Styrke

styrken til et metall kommer fra den elektrostatiske attraksjonen mellom gitteret av positive ioner og» havet » av valenselektroner der de er nedsenket. Jo større atomladningen (atomnummeret) av atomkjernen, og jo mindre atomets størrelse, desto større er denne attraksjonen. Generelt er overgangsmetallene med valensnivå d-elektroner sterkere og har høyere smeltepunkt:

• Fe, 1539°C
• Re, 3180 °C
• Os, 2727 °C
• W, 3380°C.

flertallet av metaller har høyere tettheter enn flertallet av ikke-metaller. Likevel er det stor variasjon i tettheten av metaller. Litium (Li) er det minst tette faste elementet, og osmium (Os) er det tetteste. Metaller i GRUPPER IA og IIA er referert til som lettmetaller fordi de er unntak fra denne generaliseringen. Den høye tettheten av de fleste metaller skyldes det tettpakkede krystallgitteret av metallstrukturen.

Elektrisk Ledningsevne: Hvorfor Er Metaller Gode Ledere?

for at et stoff skal kunne lede strøm, må det inneholde ladede partikler (ladningsbærere) som er tilstrekkelig mobile til å bevege seg som svar på et påført elektrisk felt. I tilfelle av ioniske forbindelser i vannløsninger tjener ionene seg selv denne funksjonen. Det samme gjelder for ioniske forbindelser når smeltet. Ioniske faste stoffer inneholder de samme ladningsbærerne, men fordi de er festet på plass, er disse faste stoffene isolatorer.

i metaller er ladningsbærerne elektronene, og fordi de beveger seg fritt gjennom gitteret, er metaller svært ledende. Den svært lave massen og tregheten til elektronene tillater dem å utføre høyfrekvente vekselstrømmer, noe som elektrolytiske løsninger ikke kan gjøre.Elektrisk ledningsevne, så vel som elektronenes bidrag til varmekapasiteten og varmeledningsevnen til metaller, kan beregnes ut fra den frie elektronmodellen, som ikke tar hensyn til den detaljerte strukturen til iongitteret.

Mekaniske egenskaper

Mekaniske egenskaper av metaller inkluderer formbarhet og duktilitet, noe som betyr kapasitet for plastisk deformasjon. Reversibel elastisk deformasjon i metaller kan beskrives Ved Hookes Lov for å gjenopprette krefter, der spenningen er lineært proporsjonal med belastningen. Anvendt varme, eller krefter som er større enn den elastiske grensen, kan forårsake en irreversibel deformasjon av objektet, kjent som plastisk deformasjon eller plastisitet.

Metalliske faste stoffer er kjent og verdsatt for disse egenskapene, som kommer fra den ikke-retningsmessige naturen til attraksjonene mellom atomkjernene og havet av elektroner. Bindingen i ioniske eller kovalente faste stoffer kan være sterkere, men det er også retningsbestemt, noe som gjør disse faste stoffene sprø og utsatt for brudd når de slås med en hammer, for eksempel. Et metall, derimot, er mer sannsynlig å bli deformert eller dented.selv om metaller er svarte på grunn av deres evne til å absorbere alle bølgelengder likt, har gull (Au) en særegen farge. Ifølge teorien om spesiell relativitet, øker massen av indre skallelektroner som har svært høy momentum, orbitaler til kontrakt. Fordi ytre elektroner er mindre påvirket, øker blålysabsorpsjonen, noe som resulterer i forbedret refleksjon av gult og rødt lys.