TEORIA MĂRII ELECTRONILOR: FUNDAMENTALE ȘI PROPRIETĂȚI - CHIMIE - 2025

Teoria mare de electroni este o ipoteză care explică un fenomen chimic excepțional care are loc în legături metalice între elemente cu electronegativities mici. Este distribuirea electronilor între diferiți atomi legați prin legături metalice.

Densitatea electronilor dintre aceste legături este astfel încât electronii sunt delocalizați și formează o "mare" unde se mișcă liber. Poate fi, de asemenea, exprimat prin mecanica cuantică: unii electroni (există, de obicei, unul până la șapte pe atom), sunt aranjați în orbite cu mai mulți centri care se întind pe suprafața metalului.

De asemenea, electronii păstrează o anumită locație în metal, deși distribuția probabilității norului de electroni are o densitate mai mare în jurul unor atomi specifici. Acest lucru se datorează faptului că atunci când este aplicat un anumit curent, își manifestă conductivitatea într-o direcție specifică.

Fundamentele teoriei mării electronilor

Teoria mării electronilor oferă o explicație simplă pentru caracteristicile speciilor metalice precum rezistența, conductivitatea, ductilitatea și maleabilitatea, care variază de la un metal la altul.

S-a descoperit că rezistența conferită metalelor se datorează marii delocalizări pe care o prezintă electronii lor, care generează o forță de coeziune foarte mare între atomii care le formează.

În acest fel, ductilitatea este cunoscută sub numele de capacitatea anumitor materiale de a permite deformarea structurii lor, fără a ceda suficient pentru a se rupe, atunci când acestea sunt supuse anumitor forțe.

Dezlegare în straturi

Atât ductilitatea, cât și maleabilitatea unui metal sunt determinate de faptul că electronii de valență sunt delocalizați în toate direcțiile sub formă de straturi, ceea ce îi determină să se deplaseze unul peste altul sub acțiunea unei forțe externe, evitând ruperea structurii metalice, dar permițând deformarea acesteia.

De asemenea, libertatea de mișcare a electronilor delocalizați permite să existe un flux de curent electric, ceea ce face ca metalele să aibă o conductivitate foarte bună a energiei electrice.

În plus, acest fenomen de mișcare liberă a electronilor permite transferul de energie cinetică între diferitele regiuni ale metalului, ceea ce promovează transmiterea căldurii și face ca metalele să manifeste o conductivitate termică ridicată.

Teoria mării electronilor în cristale metalice

Cristalele sunt substanțe solide care au proprietăți fizice și chimice - cum ar fi densitatea, punctul de topire și duritatea - care sunt stabilite prin tipul de forțe care fac ca particulele care le compun să se mențină împreună.

Într-un fel, cristalele de tip metalic sunt considerate a avea cele mai simple structuri, deoarece fiecare „punct” al zăbrelei de cristal a fost ocupat de un atom al metalului în sine.

În același sens, s-a stabilit că, în general, structura cristalelor metalice este cubică și este centrată pe fețe sau pe corp.

Totuși, aceste specii pot avea și o formă hexagonală și au un ambalaj destul de compact, ceea ce le conferă acea densitate enormă care le este caracteristică.

Datorită acestui motiv structural, legăturile care se formează în cristale metalice sunt diferite de cele care apar în alte clase de cristale. Electronii care pot forma legături sunt delocalizate în toată structura cristalului, după cum am explicat mai sus.

Dezavantajele teoriei

În atomii metalici există o cantitate mică de electroni de valență proporțional cu nivelul lor de energie; adică există un număr mai mare de stări energetice disponibile decât numărul de electroni legați.

Aceasta implică faptul că, întrucât există o puternică delocalizare electronică și, de asemenea, benzi energetice care au fost parțial umplute, electronii se pot deplasa prin structura de zăbrele atunci când sunt supuși unui câmp electric din exterior, pe lângă formarea oceanului de electroni care suportă permeabilitatea rețelei.

Deci unirea metalelor este interpretată ca un conglomerat de ioni încărcați pozitiv cuplat de o mare de electroni (încărcați negativ).

Cu toate acestea, există caracteristici care nu sunt explicate de acest model, cum ar fi formarea anumitor aliaje între metale cu compoziții specifice sau stabilitatea legăturilor metalice colective, printre altele.

Aceste dezavantaje sunt explicate prin mecanica cuantică, deoarece atât această teorie, cât și multe alte abordări au fost stabilite pe baza celui mai simplu model al unui singur electron, încercând în același timp să îl aplici în structuri mult mai complexe ale atomilor multi-electroni.

Referințe

1. Wikipedia. (2018). Wikipedia. Recuperat de pe en.wikipedia.org
2. Holman, JS și Stone, P. (2001). Chimie. Recuperat din books.google.co.ve
3. Parkin, G. (2010). Lipire metal-metal. Recuperat din books.google.co.ve
4. Rohrer, GS (2001). Structura și lipirea în materiale cristaline. Recuperat din books.google.co.ve
5. Ibach, H., și Lüth, H. (2009). Fizica în stare solidă: o introducere în principiile științei materialelor Recuperat din books.google.co.ve