- Elektronu jūras teorijas pamati
- Slāņa pārcelšanās
- Elektronu jūras teorija metāliskajos kristālos
- Teorijas trūkumi
- Atsauces
Jūras elektronu teorija ir hipotēze, kas izskaidro ārkārtas ķīmisko fenomenu, kas notiek metāla saitēm starp elementiem ar zemu electronegativities. Tā ir elektronu dalīšana starp dažādiem atomiem, kurus savieno metāliskās saites.
Elektronu blīvums starp šīm saitēm ir tāds, ka elektroni tiek delokalizēti un veido "jūru", kur tie brīvi pārvietojas. To var izteikt arī ar kvantu mehāniku: daži elektroni (parasti katrā atomā ir no viena līdz septiņiem) ir izvietoti orbītā ar vairākiem centriem, kas stiepjas pāri metāla virsmai.
Tāpat elektroni saglabā noteiktu atrašanās vietu metālā, kaut arī elektronu mākoņa varbūtības sadalījumam ir lielāks blīvums ap dažiem specifiskiem atomiem. Tas ir saistīts ar faktu, ka, pieliekot noteiktu strāvu, tie izrāda savu vadītspēju noteiktā virzienā.
Elektronu jūras teorijas pamati
Elektronu jūras teorija piedāvā vienkāršu skaidrojumu metālisko sugu īpašībām, piemēram, pretestībai, vadītspējai, elastībai un kaļamībai, kas dažādiem metāliem ir atšķirīgas.
Tika atklāts, ka metāliem radītā pretestība ir saistīta ar lielo to elektronu klātbūtnes delokalizāciju, kas rada ļoti lielu kohēzijas spēku starp atomiem, kas tos veido.
Šādā veidā lokanību sauc par noteiktu materiālu spēju pieļaut to struktūras deformāciju, nedodot pietiekami daudz sabrukuma, kad tie tiek pakļauti noteiktiem spēkiem.
Slāņa pārcelšanās
Gan metāla elastību, gan kaļamību nosaka tas, ka valences elektroni visos virzienos tiek delokalizēti slāņu veidā, kas ārējā spēka ietekmē liek tiem pārvietoties viens virs otra, izvairoties no metāla konstrukcijas pārrāvuma, bet ļaujot tai deformēties.
Tāpat delokalizētu elektronu kustības brīvība ļauj notikt elektriskās strāvas plūsmai, padarot metālus ar ļoti labu elektrības vadītspēju.
Turklāt šī elektronu brīvas kustības parādība ļauj nodot kinētisko enerģiju starp dažādiem metāla reģioniem, kas veicina siltuma pārnesi un liek metāliem izjust lielu siltumvadītspēju.
Elektronu jūras teorija metāliskajos kristālos
Kristāli ir cietas vielas, kurām ir fizikālās un ķīmiskās īpašības - piemēram, blīvums, kušanas temperatūra un cietība -, kuras nosaka tādi spēki, kas liek daļiņām, kas veido tās, turēties kopā.
Savā ziņā tiek uzskatīts, ka metāliska tipa kristāliem ir visvienkāršākās struktūras, jo katru kristāla režģa "punktu" ir aizņēmis paša metāla atoms.
Tādā pašā nozīmē ir noteikts, ka parasti metāla kristālu struktūra ir kubiska un centrēta uz sejām vai uz ķermeņa.
Tomēr šīm sugām var būt arī sešstūra forma un tām ir diezgan kompakts iesaiņojums, kas tām piešķir tām raksturīgo milzīgo blīvumu.
Šī strukturālā iemesla dēļ saites, kas veidojas metāliskos kristālos, atšķiras no tām, kas rodas citās kristālu klasēs. Elektroni, kas var veidot saites, tiek delokalizēti visā kristāla struktūrā, kā paskaidrots iepriekš.
Teorijas trūkumi
Metāliskajos atomos ir neliels valences elektronu daudzums proporcionāli to enerģijas līmeņiem; tas ir, ir pieejams lielāks enerģētisko stāvokļu skaits nekā saistīto elektronu skaits.
Tas nozīmē, ka, tā kā notiek spēcīga elektroniskā atslāņošanās un arī daļēji aizpildītas enerģijas joslas, elektroni var pārvietoties pa retikulāru struktūru, kad tie tiek pakļauti elektriskam laukam no ārpuses, papildus veidojot elektronu okeānu. kas atbalsta tīkla caurlaidību.
Tātad metālu savienība tiek interpretēta kā pozitīvi lādētu jonu konglomerāts, kas savienots ar elektronu jūru (negatīvi lādētu).
Tomēr ir raksturīgas pazīmes, kuras šis modelis neizskaidro, piemēram, noteiktu sakausējumu veidošanās starp metāliem ar īpašu sastāvu vai kolektīvo metālisko saišu stabilitāte, cita starpā.
Šos trūkumus izskaidro kvantu mehānika, jo gan šī teorija, gan daudzas citas pieejas ir izveidotas, balstoties uz vienkāršāko viena elektrona modeli, mēģinot to pielietot daudz sarežģītākās daudzelektronu atomu struktūrās.
Atsauces
- Wikipedia. (2018). Wikipedia. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org
- Holman, JS, un Stone, P. (2001). Ķīmija. Atkopts no books.google.co.ve
- Parkins, G. (2010). Metāla-metāla līmēšana. Atkopts no books.google.co.ve
- Rohrers, GS (2001). Kristālisko materiālu uzbūve un saistīšana. Atkopts no books.google.co.ve
- Ibach, H. un Lüth, H. (2009). Cietvielu fizika: ievads materiālzinātnes principos. Atkopts no books.google.co.ve