ENLACE METÁLICOENLACE METÁLICO

OBJETIVOOBJETIVO• Conocer como se produce el enlace metálico

• Conocer las propiedades y características del enlace metálico

• Reconocer a los electrones de valencia como los responsables del enlace

• Describir la disposición de los electrones en un metal formando enlace metálico

• Explicar la importancia de las aleaciones

• Únicamente los gases nobles se encuentran en la naturaleza como átomos aislados. El resto de los elementos se encuentran enlazados.

ENLACEENLACE

En un pedazo de hierro hay trillones de átomos de hierro unidos entre sí, y lo mismo sucede en otros metales.

ENLACE METÁLICOENLACE METÁLICO• OOcurre entre átomos de metales.• Lo forman los metales y es un enlace bastante fuerte. Lo forman los metales y es un enlace bastante fuerte. • Se comparten los electrones de valencia colectivamente.

Los metales poseen pocos electrones de valencia, pero con libertad para moverse por toda la red de iones positivos. Estos electrones forman una nube electrónica que está débilmente unida al núcleo.

• Una nube electrónica rodea a todo el conjunto de iones Una nube electrónica rodea a todo el conjunto de iones positivos, empaquetados ordenadamente, formando una positivos, empaquetados ordenadamente, formando una estructura cristalina de alto índice de coordinación.estructura cristalina de alto índice de coordinación.

• Existen dos modelos que lo explican:Existen dos modelos que lo explican:– Modelo del mar de electrones:Modelo del mar de electrones:– Modelo de bandas:Modelo de bandas:

• Un ejemplo de enlace metálico es Litio.• En donde su único electrón está enlazado

deslocalizadamente a los otros átomos, formando una red cristalina.

EJEMPLOEJEMPLO

• El enlace no es entre átomos, sino más bien entre cationes metálicos y lo que fueron sus electrones.

• Los electrones están, pues bastante libres, pero estabilizan la estructura al tener carga contraria a los cationes.

CONDICIONES PARA FORMAR ENLACE CONDICIONES PARA FORMAR ENLACE METÁLICOMETÁLICO

• Metales de baja energía de ionización, lo que significa facilidad para ceder electrones.

• Orbitales de valencia vacíos, para que los electrones circulen con facilidad

Fe Fe

mer d’électrons

Fe

Fe

FeFe

Los núcleos de los Los núcleos de los metales se organizan en metales se organizan en estructuras ordenadasestructuras ordenadas

CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS• Conductividad eléctrica: Se da por la presencia de un gran número de electrones móviles.

• Buenos conductores del calor: El calor se transporta a través de los metales por las colisiones entre electrones, que se producen con mucha frecuencia, debido a la compacidad de los átomos que hace que las vibraciones en unos se transmitan con facilidad a los de al lado.

• Tienen un brillo característico debido a la gran cantidad de niveles muy próximos de energía que hace que prácticamente absorban energía de cualquier “” que inmediatamente emiten (reflejo y brillo).

_ Tienen un brillo característico debido a la gran cantidad de niveles muy próximos de energía que hace que prácticamente absorban energía de cualquier “” que inmediatamente emiten (reflejo y brillo).

_ Puntos de fusión y ebullición altos.

_ Son muy solubles en estado fundido en otros metales formando aleaciones.

_ Metales puros: son sólidos a temperatura ambiente. No obstante, sus puntos de fusión son muy variables, aunque generalmente altos. Excepción: mercurio.

_ Presentan “efecto fotoeléctrico".

_ Tienen mayor número de orbitales de valencia que de electrones de valencia

• Ductilidad y maleabilidad: En un metal, los electrones actúan como un pegamento flexible que mantiene los núcleos atómicos juntos, los cuales pueden desplazarse unos sobre otros. Por lo tanto los cristales metálicos se pueden deformar sin romperse (no son frágiles).

Cristal de Ti: pf = 1800 °C

• Son tenaces y deformables.

Aquí podemos observar cómo los enlaces metálicos son más fuertes que los enlaces iónicos cuando se someten a una fuerza, el enlace metálico simplemente sufre una deformación y el enlace iónico se rompe ante la misma fuerza.

presión

Maleable

+ + + ++ + + +

+ + + +

Force

Maleable

+ + + ++ + + +

+ + + +

Force

Empaquetamiento de cationes Empaquetamiento de cationes metálicos.metálicos.

Enlace metálico Propiedades de los metales

© em06 17

• En el extremo negativo de la pila hay un exceso de electrones.

• Las cargas negativas se mueven al extremo positivo

• Un aislante como puede ser el plastico cierra el circuito

• ¡Los electrones no pueden fluir!

• ¿Qué pasa si se sustituye el aislante por cobre?

• ¡Los electrones pueden fluir!

++

++ +

© em06 18

Enlace metálico – Mar de electrones

• El mar de electrones se mueve con:• El calor, fuego• Fuerzas magnéticas• Fuerzas eléctricas• Aplicar un voltaje

Cu5.6329

CuCu

CuCu

Cu

CuCu

Cu

K-K-SchaleSchale

2 e2 e--

L-L-SchaleSchale

8 e8 e--

M-M-SchaleSchale

18 e18 e--

N-N-SchaleSchale

1 e1 e--

Atom

rum

pf

Valenz-Elektron

frei

es E

lekt

ron

+

© em06 19

¿Aislantes, semiconductores y conductores?¿Aislantes, semiconductores y conductores?

• En los En los aislantes los aislantes los electrones electrones tienen tienen posiciones posiciones fijas..fijas..

CSe Ge

BSi

Cu

Ag K

NaAu

Mg

Los semiconductores Los semiconductores poseen 4 electrones de poseen 4 electrones de valenciavalencia

Conductores poseen uno Conductores poseen uno o dos electrones de o dos electrones de valenciavalencia

Los electrones no tienen Los electrones no tienen posiciones fijasposiciones fijas

Ellos forman un mar de Ellos forman un mar de electrones entre los electrones entre los núcleosnúcleos

PVC