Chia sẻ:
Lý thuyết về cơ bản, tính chất và nhược điểm của biển điện tử
các thuyết điện tử của electron Đó là một giả thuyết giải thích một hiện tượng hóa học đặc biệt xảy ra trong các liên kết kim loại giữa các nguyên tố có độ âm điện thấp. Đó là về sự chia sẻ các electron giữa các nguyên tử khác nhau được liên kết bởi các liên kết kim loại.
Mật độ điện tử giữa các liên kết này sao cho các electron được định vị và tạo thành một "biển" nơi chúng di chuyển tự do. Nó cũng có thể được biểu thị bằng cơ học lượng tử: một số electron (thường là một đến bảy mỗi nguyên tử) được sắp xếp theo quỹ đạo với nhiều tâm được trải dài trên bề mặt kim loại.
Ngoài ra, các electron giữ lại một số vị trí trong kim loại, mặc dù phân bố xác suất của đám mây điện tử có mật độ cao hơn xung quanh một số nguyên tử cụ thể. Điều này là do thực tế là khi áp dụng một dòng điện nhất định, chúng cho thấy độ dẫn của chúng theo một hướng cụ thể.
Chỉ số
- 1 Nguyên tắc cơ bản của lý thuyết biển điện tử
- 2 thuộc tính
- 2.1 Bù đắp ở dạng lớp
- 2.2 Lý thuyết về biển electron trong tinh thể kim loại
- 3 nhược điểm của lý thuyết
- 4 tài liệu tham khảo
Nguyên tắc cơ bản của lý thuyết biển điện tử
Các nguyên tố kim loại có xu hướng rất lớn để tặng các electron từ mức năng lượng cuối cùng của chúng (lớp hóa trị), do năng lượng ion hóa của chúng rất thấp so với các nguyên tố khác.
Biết được điều này, mỗi nguyên tố kim loại có thể được coi là một cation liên kết với electron ở mức năng lượng cuối cùng của nó, sẽ dễ được tặng hơn.
Như trong một kim loại, bạn có một số lượng lớn các nguyên tử được liên kết với nhau, bạn có thể giả sử rằng kim loại này tạo thành một nhóm các cation kim loại được ngâm trong một loại các electron hóa trị có độ lệch lớn.
Xét rằng các lực hút tĩnh điện tồn tại giữa cation (điện tích dương) và electron (điện tích âm) có các nguyên tử kim loại liên kết mạnh với nhau, nó tưởng tượng sự định vị của các electron hóa trị hoạt động như một chất dính tĩnh điện giữ liên kết đến các cation kim loại.
Theo cách này, có thể suy ra rằng số lượng electron có trong lớp hóa trị của kim loại càng nhiều thì loại keo tĩnh điện này sẽ có cường độ lớn hơn.
Thuộc tính
Lý thuyết về biển điện tử đưa ra một lời giải thích đơn giản cho các đặc tính của các loài kim loại như điện trở, độ dẫn điện, độ dẻo và tính dễ uốn, thay đổi từ kim loại này sang kim loại khác.
Người ta đã phát hiện ra rằng điện trở được trao cho kim loại là do sự định vị lớn của các electron của chúng, tạo ra lực liên kết rất cao giữa các nguyên tử tạo thành nó..
Theo cách này, độ dẻo được gọi là khả năng của một số vật liệu nhất định cho phép biến dạng cấu trúc của chúng, mà không đủ năng suất để phá vỡ, khi chịu tác động của một số lực nhất định.
Vượt qua ở dạng lớp
Cả độ dẻo và tính dễ uốn của kim loại đều được xác định bởi thực tế là các electron hóa trị được định vị theo mọi hướng dưới dạng các lớp, khiến chúng chuyển động lên nhau dưới tác dụng của ngoại lực, tránh phá vỡ cấu trúc kim loại nhưng cho phép biến dạng của nó.
Tương tự như vậy, sự tự do di chuyển của các electron được định vị cho phép có dòng điện, làm cho các kim loại có độ dẫn điện rất tốt.
Ngoài ra, hiện tượng chuyển động tự do này của các điện tử cho phép truyền động năng giữa các vùng khác nhau của kim loại, điều này thúc đẩy sự truyền nhiệt và làm cho kim loại biểu hiện tính dẫn nhiệt cao.
Lý thuyết biển điện tử trong tinh thể kim loại
Tinh thể là các chất rắn có các tính chất vật lý và hóa học - như mật độ, điểm nóng chảy và độ cứng - được thiết lập bởi loại lực làm cho các hạt làm cho chúng ở lại với nhau.
Theo một cách nào đó, người ta coi rằng các tinh thể loại kim loại có cấu trúc đơn giản nhất, bởi vì mỗi "điểm" của mạng tinh thể đã bị chiếm giữ bởi một nguyên tử của chính kim loại.
Theo nghĩa tương tự, người ta đã xác định rằng nhìn chung cấu trúc của các tinh thể kim loại là hình khối và tập trung vào các mặt hoặc cơ thể.
Tuy nhiên, những loài này cũng có thể có hình lục giác và có bao bì khá nhỏ gọn, mang lại cho chúng mật độ khổng lồ đặc trưng.
Do lý do cấu trúc này, các liên kết được hình thành trong các tinh thể kim loại khác với các liên kết xảy ra trong các loại tinh thể khác. Các electron có thể hình thành liên kết được định vị trong toàn bộ cấu trúc tinh thể, như đã giải thích ở trên.
Nhược điểm của lý thuyết
Trong các nguyên tử kim loại có một lượng nhỏ các electron hóa trị tỷ lệ với mức năng lượng của chúng; nghĩa là, có một lượng lớn trạng thái năng lượng khả dụng hơn lượng electron liên kết.
Điều này ngụ ý rằng, vì có sự định vị điện tử mạnh mẽ và cả các dải năng lượng đã được lấp đầy một phần, các electron có thể di chuyển qua cấu trúc lưới khi chúng phải chịu một điện trường từ bên ngoài, ngoài việc hình thành đại dương electron. hỗ trợ tính thấm của mạng.
Vì vậy, sự kết hợp của các kim loại được hiểu là một tập hợp các ion tích điện dương được ghép bởi một biển các electron (tích điện âm).
Tuy nhiên, có những đặc điểm không được giải thích bởi mô hình này, chẳng hạn như sự hình thành các hợp kim nhất định giữa các kim loại có thành phần cụ thể hoặc tính ổn định của các liên kết kim loại tập thể, trong số các liên kết khác..
Những nhược điểm này được giải thích bằng cơ học lượng tử, bởi vì cả lý thuyết này và nhiều phương pháp khác đã được thiết lập dựa trên mô hình đơn giản nhất của một điện tử, trong khi cố gắng áp dụng các cấu trúc phức tạp hơn của các nguyên tử đa điện tử.
Tài liệu tham khảo
- Wikipedia. (2018). Wikipedia. Lấy từ en.wikipedia.org
- Holman, J. S., và Stone, P. (2001). Hóa học Lấy từ sách.google.com.vn
- Parkin, G. (2010). Liên kết kim loại-kim loại. Lấy từ sách.google.com.vn
- Rohrer, G. S. (2001). Cấu trúc và liên kết trong vật liệu kết tinh. Lấy từ sách.google.com.vn
- Ibach, H. và Lüth, H. (2009). Vật lý chất rắn: Giới thiệu về các nguyên tắc của khoa học vật liệu. Lấy từ sách.google.com.vn