- Az elektron-tengeri elmélet alapjai
- Réteges kihelyezés
- Az elektron tengeri elmélete a fémkristályokban
- Az elmélet hátrányai
- Irodalom
Az elektronok tengere elmélete egy hipotézis, amely magyarázza egy kivételes kémiai jelenséget, amely fémkötésekben fordul elő az alacsony elektronegativitású elemek között. Ez az elektronok megosztása a különféle atomok között, amelyeket fémkötések kapcsolnak össze.
A kötések közötti elektronsűrűség olyan nagy, hogy az elektronok delokalizálódnak és "tengert" képeznek, ahol szabadon mozognak. Kvantummechanikával is kifejezhető: egyes elektronok (atomonként általában egy-től hetente vannak) több fókuszpontú pályán vannak elrendezve, amelyek a fém felületén nyúlnak.
Hasonlóképpen, az elektronok megtartják egy bizonyos helyet a fémben, bár az elektronfelhő valószínűségi eloszlása nagyobb sűrűséggel rendelkezik bizonyos specifikus atomok körül. Ennek oka az a tény, hogy amikor egy bizonyos áramot alkalmaznak, akkor egy adott irányban mutatják meg vezetőképességüket.
Az elektron-tengeri elmélet alapjai
Az elektronok tengere elmélete egyszerű magyarázatot nyújt a fémes fajok olyan tulajdonságaira, mint például az ellenállás, vezetőképesség, rugalmasság és alakíthatóság, amelyek fémenként változnak.
Felfedezték, hogy a fémekkel szembeni ellenállás annak az elektronoknak a nagy áthelyeződéséből fakad, amely nagyon nagy kohéziós erőt generál az őket alkotó atomok között.
Ilyen módon a rugalmasságot úgy nevezzük, mint bizonyos anyagok azon képességét, hogy lehetővé tegyék szerkezetük deformációját anélkül, hogy elegendő törést eredményeznének, amikor bizonyos erőknek vannak kitéve.
Réteges kihelyezés
A fém rugalmasságát és alakíthatóságát egyaránt meghatározza az a tény, hogy a valencia elektronok minden irányban rétegek formájában vannak elrendezve, és ezek külső erő hatására egymásra helyezkednek, elkerülve a fémszerkezet törését, de megengedve annak deformációját.
Hasonlóképpen, a delokalizált elektronok szabad mozgása lehetővé teszi az áram áramlását, így a fémek nagyon jó villamos vezetőképességgel rendelkeznek.
Ezenkívül ez az elektronok szabad mozgásának jelensége lehetővé teszi a kinetikus energia átadását a fém különféle régiói között, ami elősegíti a hőátadást és a fémek magas hővezető képességét nyilvánítja meg.
Az elektron tengeri elmélete a fémkristályokban
A kristályok olyan szilárd anyagok, amelyek fizikai és kémiai tulajdonságaival - például sűrűségükkel, olvadáspontjával és keménységükkel - olyan erő határozza meg, amelyek miatt az őket alkotó részecskék egymáshoz tartják.
Bizonyos értelemben a fém típusú kristályok szerkezetét a legegyszerűbbnek tekintik, mivel a kristályrács minden egyes pontját maga a fém atomja foglalja el.
Ugyanebben az értelemben azt is megállapítottuk, hogy a fémkristályok szerkezete általában köbös, és az arcokra vagy a testre összpontosul.
Ezeknek a fajoknak ugyanakkor lehet hatszögletű alakja is, és meglehetősen kompakt csomagolással rendelkeznek, ami a számukra jellemző óriási sűrűséget biztosítja számukra.
Ezen szerkezeti ok miatt a fémkristályokban képződő kötések különböznek azoktól, amelyek a kristályok más osztályaiban fordulnak elő. A kötéseket képező elektronok a fentiekben leírtak szerint a kristályszerkezet egészében delokalizálódnak.
Az elmélet hátrányai
A fématomokban kis mennyiségű vegyérték-elektron található az energiaszintjükhöz viszonyítva; azaz több energiaállapot létezik, mint a kötött elektronok száma.
Ez azt jelenti, hogy mivel erőteljes elektronikus delokalizáció és részlegesen megtelt energiaszalagok vannak, az elektronok áthaladhatnak a retikuláris szerkezeten, amikor kívülről elektromos mezőnek vannak kitéve, és az elektronok óceánját képezik. amely támogatja a hálózat permeabilitását.
A fémek unióját tehát pozitív töltésű ionok konglomerátumává kell értelmezni, amelyet elektron-tengely kapcsol (negatív töltésű).
Vannak olyan jellemzők, amelyeket ez a modell nem magyaráz meg, mint például bizonyos ötvözetek képződése bizonyos összetételű fémek között vagy többek között a kollektív fémkötések stabilitása.
Ezeket a hátrányokat a kvantummechanika magyarázza, mivel mind ezt az elméletet, mind sok más megközelítést az egyetlen elektron legegyszerűbb modellje alapján alakítottak ki, miközben megpróbálták alkalmazni azt a többelektron atomok sokkal összetettebb struktúráiban.
Irodalom
- Wikipedia. (2018). Wikipedia. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről
- Holman, JS és Stone, P. (2001). Kémia. Helyreállítva a books.google.co.ve webhelyről
- Parkin, G. (2010). Fém-fém kötés. Helyreállítva a books.google.co.ve webhelyről
- Rohrer, GS (2001). Szerkezet és kötés kristályos anyagokban. Helyreállítva a books.google.co.ve webhelyről
- Ibach, H. és Lüth, H. (2009). Szilárdtestfizika: Bevezetés az anyagtudomány alapelveibe. Helyreállítva a books.google.co.ve webhelyről