ΜΕΤΑΛΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ

O μεταλλικός δεσμός είναι η δύναμη που συγκρατεί τα άτομα ενός ή περισσότερων μετάλλων  μαζί σε μια μεταλλική ουσία. Ένα μέταλλο αποτελείται από άτομα σε καθορισμένες θέσεις πολύ κοντά το ένα στο άλλο, όπως φαίνεται και από την μεγάλη τιμή της πυκνότητάς τους. Τα μέταλλα έχουν μικρή τιμή ηλεκτραρνητικότητας με αποτέλεσμα να συγκρατούν τα ηλεκτρόνια της εξωτερική στιβάδας πολύ χαλαρά. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η εξωτερική στιβάδα ηλεκτρονίων καθενός από τα άτομα μετάλλου επικαλύπτεται με μεγάλο αριθμό γειτονικών ατόμων. Κατά συνέπεια, τα ηλεκτρόνια σθένους μετακινούνται συνεχώς από το ένα άτομο στο άλλο και δεν συνδέονται με κάποιο συγκεκριμένο ζεύγος ατόμων. Εν ολίγοις, τα ηλεκτρόνια σθένους στα μέταλλα, σε αντίθεση με εκείνα των ουσιών με ομοιοπολικούς δεσμούς, είναι μη εντοπισμένα, ικανά να περιπλανώνται σχετικά ελεύθερα σε ολόκληρο τον κρύσταλλο. Τα άτομα από τα οποία έχουν αποσπαστεί τα ηλεκτρόνια γίνονται θετικά ιόντα και η αλληλεπίδραση μεταξύ αυτών των ιόντων και των ηλεκτρονίων σθένους προκαλεί την ισχυρή ηλεκτροστατική δύναμη που συγκρατεί τον μεταλλικό κρύσταλλο.
Πολλές από τις χαρακτηριστικές ιδιότητες των μετάλλων αποδίδονται στον μη εντοπισμένο ή ελεύθερο χαρακτήρα ηλεκτρονίων των ηλεκτρονίων σθένους.

 

1. Ηλεκτρική αγωγιμότητα των μετάλλων. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια σθένους κινούνται όταν εφαρμόζεται ηλεκτρικό πεδίο, δηλαδή μια διαφορά δυναμικού στο μέταλλο, προς το θετικό πόλο.

 

2. Θερμική αγωγιμότητα
Η θερμική αγωγιμότητα ενός υλικού είναι ένα μέτρο της ικανότητάς του να άγει/μεταφέρει θερμότητα. Όταν το ένα άκρο μιας μεταλλικής ουσίας θερμαίνεται, η κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων σε αυτήν την περιοχή αυξάνεται. Αυτά τα ηλεκτρόνια μεταφέρουν την κινητική τους ενέργεια σε άλλα ηλεκτρόνια στο νέφος μέσω συγκρούσεων.
Όσο μεγαλύτερη είναι η κινητικότητα των ηλεκτρονίων, τόσο πιο γρήγορη είναι η μεταφορά της κινητικής ενέργειας. 

 

 

3. Ελατότητα και ολκιμότητα
Όταν ένας ιονικός κρύσταλλος (όπως ο κρύσταλλος του χλωριδίου του νατρίου) χτυπιέται με ένα σφυρί, θρυμματίζεται σε πολλά μικρότερα κομμάτια. Αυτό συμβαίνει επειδή τα άτομα στους κρυστάλλους συγκρατούνται μεταξύ τους σε ένα άκαμπτο πλέγμα που δεν παραμορφώνεται εύκολα. Η εισαγωγή μιας δύναμης (από το σφυρί) προκαλεί θραύση της κρυσταλλικής δομής, με αποτέλεσμα το θρυμματισμό του κρυστάλλου.
Στην περίπτωση των μετάλλων, το νέφος ηλεκτρονίων στον μεταλλικό δεσμό και το γεγονός ότι η ελκτική δύναμη ηλεκτρονίων - μεταλλικών ιόντων εκτείνεται προς όλες τις κατευθύνσεις επιτρέπει την παραμόρφωση του πλέγματος. Επομένως, όταν τα μέταλλα χτυπιούνται με ένα σφυρί, το άκαμπτο πλέγμα παραμορφώνεται και δεν σπάει. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μέταλλα μπορούν να διαμορφωθούν σε λεπτά φύλλα. Δεδομένου ότι αυτά τα πλέγματα δεν σπάνε εύκολα, τα μέταλλα λέγεται ότι είναι εξαιρετικά όλκιμα.
Επιπλέον, τα μη εντοπισμένα ηλεκτρόνια σθένους λειτουργούν εμποδίζουν τα ιόντα παρόμοιου φορτίου να πλησιάσουν περισσότερο και να αναπτυχθούν ισχυρές απωστικές δυνάμεις που μπορούν να προκαλέσουν θραύση του κρυστάλλου.

 

 

4. Μεταλλική λάμψη
Όταν το φως προσπίπτει σε μια μεταλλική επιφάνεια, η ενέργεια της ακτινοβολίας απορροφάται από το νέφος των ηλεκτρονίων που αποτελούν τον μεταλλικό δεσμό. Η απορρόφηση ενέργειας διεγείρει τα ηλεκτρόνια, αυξάνοντας τα ενεργειακά τους επίπεδα. Αυτά τα διεγερμένα ηλεκτρόνια επιστρέφουν γρήγορα στη θεμελιώδη κατάστασή τους, εκπέμποντας φως στη διαδικασία. Αυτή η εκπομπή φωτός εξαιτίας της αποδιέγερσης των ηλεκτρονίων αποδίδει μια γυαλιστερή μεταλλική λάμψη στο μέταλλο.

 

 

5. Υψηλά σημεία τήξης και βρασμού
Ως αποτέλεσμα των ισχυρών μεταλλικών δεσμών, η ελκτική δύναμη μεταξύ των ατόμων μετάλλου είναι αρκετά ισχυρή. Για να ξεπεραστεί αυτή η δύναμη έλξης, απαιτείται μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μέταλλα τείνουν να έχουν υψηλά σημεία τήξης και βρασμού. Οι εξαιρέσεις σε αυτό περιλαμβάνουν τον ψευδάργυρο, το κάδμιο και τον υδράργυρο.
Ο μεταλλικός δεσμός μπορεί να διατηρήσει τη δύναμή του ακόμα και όταν το μέταλλο βρίσκεται σε κατάσταση τήξης. Για παράδειγμα, το γάλλιο λιώνει στους 29,76 ^oC αλλά βράζει μόνο στους 2400 ^oC. Επομένως, το λιωμένο γάλλιο είναι ένα μη πτητικό υγρό.

 

 

ΨΗΦΙΑΚΗ ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΜΕΤΑΛΛΙΚΟΥ ΔΕΣΜΟΥ
https://www.tiktok.com/@flashrevisionlab/video/7492520530126441750
ΕΙΔΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΔΕΣΜΩΝ
https://www.tiktok.com/@littyinthelaboratory/video/7226596461109103899