Metalna veza.

[Nikolija2345]

Dobar dan !

Negde sam pročitala da se kod metalne veze jače preklapaju orbitale koje su dalje od jezgra.

Da li ovo ima nekakvog smisla ? Možete mi ukratko reći nešto o suštini ove veze i šta je važno za nju. Hvala Vam !

[Predrag M]

Dobar dan.

Imam utisak da je AI potpuno zamenio forum. U stvari, bitno je da studenti i ucenici dobiju trazeni odgovor i da je taj odgovor tacan, sto AI sve bolje radi.

Sto se tice pitanja, necu da kazem da je absurdno, ali je neobicno za metalnu vezu, barem na nacin kako se ta veza tumaci u srednjoj skoli, pa i na univerzitetu.

Sustina metalne veze je da ona nije lokalizovana, a kada se govori o preklapanju orbitala uvek se misli na lokalizovanu vezu, tako da to jednostavno ne ide.

Elektroni u metalima, oni u valentnim orbitalama, su delokalizovani. Postoji “more” elektrona u kojima su “utopljeni”, sada vec pozitivni atomi metala. Elektroni su delokalizovani i zato metali provode elektricnu struju.

Neki molekuli imaju lokalizovane veze ali, takodje, imaju sloj koji je delokalizovan. Recimo graphen koji gradi 2D (dvodimenzionalnu) metalnu vezu, koja je slicna aromaticnim molekulima (benzen, antracen, naftalen).

[Nikolija2345]

Hvala!

Htela bih da kažem da sam mislila na teoriju elektronskih traka ,nisam to naglasila.

[Predrag M]

A da, ovde je rec o “band theory” ili elektronskih traka metalne veze. Ja sam dao neko objasnjenje na nesto “nizem” nivou, vec kako se uci u srednjim skolama.

Zamolio bih da se navede referenca gde se nesto procita, eventualno da mogu da proverim tvrdjenje.

U tvom tvrdjenju, najverovatnije se misli na preklapanje vezivne trake i nevezivne trake (bonding i antibonding) tako da je lako elektronima da iz vezivne prelaze u delokalizovanu nevezivnu traku, sto ih onda cini metalima. Kada ne bi bilo preklapanja i da postoji energetski “gap”, praznina izmedju vezivne i nevezivne trake onda bi takav materijal bio izolator.

Ako posmatramo samo vezivne orbitale i procenjujemo kao se preklapaju u odnosu na velicinu atoma, treba reci da sto je atom veci to se slabije preklapaju orbitale, ali su zato trake (koje nastaju kada se gleda ogroman broj atoma) vece i one se preklapaju i nemaju “gap”.

Najbolje da razmislimo na primeru iz IV grupe i poredimo recimo Si i Pb.

Kod Si jos postoji “gap” izmedju energija vezivne i nevezivne trake i zato je poluprovodnik, a kod Pb (olovo je veci atom) gde sada gledamo preklapanje visih energetskih nivoa  i ono je manje (6s elektroni se manje preklapaju nego 3s elektroni) i tako stvara vecu traku koja se preklapa sa nevezivnom trakom i onda imamo metal.

Ja se nadam da je ovo bolje objasnjenje.

[Nikolija2345]

Da li je vezivna traka ustvari valentna traka a nevezivna provodna?

Da li je to drugi naziv?

[Predrag M]

Da. Ja sam to tako shvatio.

Ta teorija je odlicna i daleko superiornija od uprostenog modela “more elektrona”. Moze da se primeni i na poluprovodnike.

Sta drzi atome metala u prostoru, to je valentna traka. Medjutim, elektricna provodljivost je prisutna zahvaljujuci nevezivnoj traci. Kod metala elektroni iz vezivne lako prelaze u nevezivnu traku. Nema “razmaka” (ili engleska rec “gap”). Tamo je ono sto u “staroj teoriji” nazivamo “more elektrona”.

Kod poluprovodnika postoji energetski “gap”, nije tako veliki kao kod izolatora, ali postoji.

Kada govorimo o vezivnoj traci mozemo da obratimo paznju na velicinu metalnog atoma i da li su popunjene d orbitale, sto utice na to koliko se orbitale preklapaju u vezivnoj traci. Tako npr olovo ima relativno veliki atom, orbitale u vezivnoj traci se ne preklapaju bas najbolje i to cini metal relativno mekanim. Ali sa druge strane elektroni mogu da prelaze iz vezivne trake u nevezivnu i zato provodi struju.

[Nikolija2345]

Hvala!

Činjenicu da se višeenergetske orbitale jače preklapaju sam pročitala u knjizi “Opća i anorganska kemija” ,postoji u pdf formatu.

U pitanju je 282 strana.

Nije mi idalje jasno šta se pod time misli,da li se misli na masovno preklapanje ili tako nešto ?

 

[Predrag M]

To je dobra knjiga (Filipovic-Lipanovic).

Procitao sam tu stranicu (282).

Prvo treba razmisliti o visenergetskim orbitalama atomskim orbitalama. One su vece, ali gustina (ili verovatnoca nalazenja elektrona u njima je manja nego u nizenergetskim orbitalama). Pogledajmo razliku u jacini veza recimo F2 i I2 molekula (da se malo udaljimo od metalne veze). Veza kod joda je slabija iako bi mogli reci da se orbitale vise preklapaju. U apsolutnom iznosu, tacno je da se vise preklapaju orbitale joda, ali u relativnom iznosu u odnosu na ukupnu gustinu elektrona i velicinu atoma kad se gleda ta zona preklapanja, ispada da se fluor jace preklapa, ili veca je gustina elektrona medju atomima.

Za metalnu vezu, pogodno je da je manja gustina elektrona (veci atomi, elektroni udaljeniji od jezgra), elektronska vrpca (traka) je sira, kako je navedeno u udzbeniku. Na kraju to i jeste sustina metalne veze da elektroni ne budu izmedju atoma nego tu negde okolo, delokalizovani ili drugacije receno, u vodljivoj vrpci, ako je moguce i ako nema prepreka (gap)

Ja sam navikao da preklapanje orbitala povezujem sa jacinom hemijske veze, tj gustinom elektrona ili bolje reci verovatnocom da cemo ih naci izmedju atoma  pa sam, priznajem, pogresno rekao da je preklapanje kod vecih atoma “manje”. Trebao sam reci da je gustina elektrona manja kako se udaljavamo od jezgra i da su sire elektronske vrpce i da je lakse preci iz valentne vrpce u vodljivu vrpcu (traku).

Nemojmo zaboraviti da kod metalne veze mi ne govorimo o dva atoma metala, nego o milionima atoma u gigantskom kristalu metala. Elektronske trake su nekakav graficki energetski prikaz svih tih iskombinovanih orbitala. U njima su zabranjene zone toliko male da smatramo da ih nema uopste i sve posmatramo kao traku.

[Author]

Posts