МЕТАЛЕВА ЗВ'ЯЗОК

,

хім. зв'язок, обумовлена ​​взаємодій. електронного газу (валентні електрони) в металах з остовом позитивно заряджених іонів кристалічної. решітки. Ідеальна модель М. с. відповідає освіті частково заповнених валентними електронами металу зон енергетичних. рівнів (див. Тверде тіло), зв. зонами провідності. При зближенні атомів, що утворюють метал, атомні орбіталі валентних електронів переходять в орбіталі, делокалізованних по кристалічної. решітці аналогічно делокалізованних p-орбіталях пов'язаних з'єднань. Кількісно описати М. с. можна тільки в рамках квантової механіки, якісно освіту М. с. можна зрозуміти виходячи з уявлень про ковалентного зв'язку.

При зближенні двох атомів металу, напр. Li, утворюється ковалентний зв'язок, при цьому відбувається розщеплення кожного енергетичних. рівня валентного електрона на два. Коли Nатомов Li утворюють кристалічні. ґрати, перекривання електронних хмар сусідніх атомів призводить до того, що кожен енергетичних. рівень валентного електрона розщеплюється на Nуровней, відстані між якими через велику величини Nнастолько малі, що їх сукупність може вважатися практично безперервної зоною енергетичних. рівнів, що має кінцеву ширину. Оскільки кожен атом бере участь в утворенні більшої кількості зв'язків, ніж, напр., В двухатомной молекулі при тому ж числі валентних електронів, то мінімум енергії системи (або максимум енергії зв'язку) досягається при відстанях більших, ніж в разі двухцентровой зв'язку в молекулі. Міжатомні відстані в металах помітно більше, ніж у соед. з ковалентним зв'язком (металеві. радіус атомів завжди більше ковалентного радіуса), а координац. число (число найближчих сусідів) в кристалічних. решітках металів зазвичай 8 або більше 8. Для наиб. часто зустрічаються кристалічні. структур координац. числа рівні 8 (об'емноцентрір. кубич.), 12 (гранецентрір. кубічна і гексаген. щільно-упакована). Розрахунки параметрів металеві. решіток з використанням ковалентних радіусів дають занижені результати. Так, відстань між атомами Li в молекулі Li 2 (ковалентний зв'язок) дорівнює 0, 267 нм, в металі Li-0, 304 нм. Кожен атом Li в металі має 8 найближчих сусідів, а на відстані, в

раз більшому, -ще 6. Енергія зв'язку в розрахунку на один атом Li в результаті збільшення числа найближчих сусідів збільшується з 0, 96 . 10 -19 Дж для Li 2 до 2, 9 . 10 -19 Дж для кристалічної. Li.

У мн. металах М. с. між атомами включає вклади іонної або ковалентного складової. Особливості М. с. у кожного металу м. б. пов'язані, напр. , З електростатіч. відштовхуванням іонів один від одного з урахуванням розподілу елект. Зарядове них, з внеском в освіту зв'язку електронів внутр. незаповнених оболонок перехідних металів, з кореляцією руху електронів в електронному газі і недо-римі ін. причинами.

М. с. характерна не тільки для металів і їх сплавів, а й для металевих з'єднань (див. також Інтерметал-ліди), вона зберігається не тільки в твердих кристалах, а й в розплавах і в аморфному стані.

Літ. : Блейкмор Дж., Фізика твердого тіла, пер. з англ. , М., 1988. Див. Також літ. при ст. Метали. Ю. С. Старк.


Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.