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改性共價鍵理論
鎖定
改性共價鍵理論是指在金屬晶體中,自由電子作穿梭運動,它不專屬於某個金屬離子而為整個金屬晶體所共有。
- 中文名
- 改性共價鍵理論
- 主 體
- 金屬離子
- 相關模型
- 金屬的自由電子模型
- 發現時間
- 1900年
理論簡介
這些自由電子與全部金屬離子相互作用,從而形成某種結合,這種作用稱為金屬鍵。由於金屬只有少數價電子能用於成鍵,金屬在形成晶體時,傾向於構成極為緊密的結構,使每個原子都有儘可能多的相鄰原子(金屬晶體一般都具有高配位數和緊密堆積結構),這樣,電子能級可以得到儘可能多的重疊,從而形成金屬鍵。
上述假設模型叫做金屬的自由電子模型,稱為改性共價鍵理論。這一理論是1900年德魯德(drude)等人為解釋金屬的導電、導熱性能所提出的一種假設。這種理論先後經過洛倫茨(Lorentz,1904)和佐默費爾德(Sommerfeld,1928)等人的改進和發展,對金屬的許多重要性質都給予了一定的解釋。但是,由於金屬的自由電子模型過於簡單化,不能解釋金屬晶體為什麼有結合力,也不能解釋金屬晶體為什麼有導體、絕緣體和半導體之分。隨着科學和生產的發展,主要是量子理論的發展,建立了能帶理論。
週期表中大約有80%的元素為金屬元素,除汞之外的其他金屬在常温常壓下都是金屬晶體。金屬和許多合金顯示出離子化合物和共價化合物所不具備的某些特徵,例如具有金屬光澤、優良的導電導熱性、延展性等。金屬的特性是由金屬內部結合力的特殊性決定的。
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與非金屬原子相比,金屬原子的半徑比較大,核對價電子的吸引力比較弱。這些價電子很容易從金屬原子上脱離,脱離下來的電子能在整個金屬晶體中自由流動,被稱為自由電子或離域電子。在金屬晶體中,自由電子彙集形成“電子的海洋”,失去電子的金屬離子浸在自由電子的海洋中。金屬中的自由電子把金屬正離子吸引並約束在一起,這就是金屬鍵的實質。金屬鍵無方向性,無固定的鍵能。金屬鍵的強弱和自由電子的多少有關,也和離子半徑、電子層結構等複雜因素有關。
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