§ 13. Природа и типы химической связи

Металлическая связь

Металлическая связь образуется в кристаллах металлов и металлических сплавов за счёт обобществления всеми атомами их валентных электронов.

img
Рис. 26. Кристалл металла,
состоящий из регулярно
расположенных катионов металла
и свободно перемещающихся
электронов

Передача атомами металлов своих валентных электронов в коллективное пользование, наличие в металлах свободных электронов — причина электрической проводимости. Образование металлической связи можно описать следующим образом. В атомах металлов на внешнем энергетическом уровне содержится небольшое количество валентных электронов. В любом периоде периодической системы атомы металлов имеют по сравнению с атомами неметаллов больший радиус, меньшее количество валентных электронов и самый малый заряд ядра. Поэтому валентные электроны относительно слабо связаны с ядрами атомов и могут легко перемещаться по всему кристаллу металла. В результате кристалл состоит из положительно заряженных ионов, между которыми перемещаются свободные электроны, так называемый электронный газ (рис. 26).

В таблице 11 суммированы сведения о механизмах образования химических связей и распределении электронной плотности между химически связанными атомами.

Таблица 11. Образование ковалентной, ионной и металлической связей

Тип связи Характер обмена электронами между атомами Условия взаимодействия между атомами
Ковалентная связь Локализация связывающих электронных пар валентных электронов между положительно заряженными ядрами атомов. Возникает преимущественно между атомами неметаллов в молекулах и атомных кристаллах
img
Образование общих
электронных пар
Ионная связь Передача электронов от одного атома другому и образование кристалла из катионов и анионов. Возникает между атомами типичных металлов и неметаллов, в солях, многих оксидах, гидроксидах
img
Электростатическое
взаимодействие между
образовавшимися ионами
Металлическая связь Обобществление валентных электронов и их равномерное распределение в пространстве между всеми атомными ядрами. Возникает в металлах и сплавах
img
Обобществление всех
валентных электронов