Bµi23:LIÊN KẾT KIM LOẠI Thế nào là liên kết kim loại? Kim loại có những kiểu mạng tinh thểphổ biến nào? Tính chất của tinh thể kim loại2I. KHÁI NIỆM VỀ LIÊN KẾT KIM LOẠINguyên nhân hình thành liên kết kim loại? Các ion dương kim loại ở nút mạng tươngtác với các electron tự do.Vậy thế nào là liên kết kim loại? Liên kết kim loại là liên kết được hìnhthành giữa các nguyên tử và ion kim loạitrong mạng tinh thể do sự tham gia củacác electron tự do.3Bản chất của liên kết trong mạng tinhthể kim loại? Bản chất của liên kết kim loại: Lực húttĩnh điện ion-electronTRỐNG ĐỒNG ĐÔNG SƠNTRANG SỨC BẠC4II. MẠNG TINH THỂ KIM LOẠI1] Một số kiểu mạng tinh thể kim loạia] Lập phương tâm khối1] Trong một ô mạngcơ sở của tinh thể lậpphương tâm khối, cácnguyên tử và iondương kim loại nằmở vị trí nào?Các nguyên tử, ion dương kim loại nằm trên cácđỉnh và tâm của hình lập phương5b] Lập phương tâm diệnTrong một ô mạng cơ sởcủa tinh thể lập phươngtâm diện, các nguyên tửvà ion dương kim loạinằm ở vị trí nào?Các nguyên tử, ion dương kim loại nằm trêncác đỉnh và tâm các mặt của hình lập phương6c] Lục phươngTrong một ô mạng cơsở của tinh thể lụcphương, các nguyên tửvà ion dương kim loạinằm ở vị trí nào?Các nguyên tử, ion dương kim loại nằm trên các đỉnhvà tâm các mặt của hình lục giác đứng và 3 nguyêntử, ion nằm phía trong của hình lục giác7Em có nhận xét gì về độ đặckhít [ρ] của 3 kiểu mạng tinhthể? Độ đặc khít của các kiểumạng tinh thể là khácnhau8Vậy độ đặc khít có ý nghĩa gì? Độ đặc khít biểu thị % V mà các nguyên tửchiếm trong tinh thể để đặc trưng cho từngkiểu cấu trúc- Lập phương tâm khối: ρ = 68%- Lập phương tâm diện: ρ = 74%- Lục phương: ρ = 74%9Kiểu cấu trúc mạng tinh thể phổ biến của mộtsố kim loại trong bảng tuần hoànIAHIIALi BeVIBVIIBK Ca Sc Ti V CrMnNa MgRbVIAVIIAB C N OFIIIAIIIBIVBVBSr Y Zr NbMoVIIIBIVAVAIB IIB Al Si PS ClFe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se BrTc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb TeICs Ba La Hf Ta w Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po AtFr Ra AcLập phươngtâm khốiLập phươngtâm diệnLụcphương102] Tính chất của tinh thể kim loại- Dẫn điện, dẫn nhiệt tôt- Có ánh kim- Có tính dẻoNguyên nhân:Có các electron tự do, di chuyển trongmạng tinh thể kim loại11CHÚC CÁC BẠN HỌC TỐT12So sánh liên kết kim loại và liên kết ion?Liên kết ionGiốngnhauKhácnhauLiên kết kim loạiĐều được tạo thành do lực hút tĩnh điệngiữa các phần tử mang điện tích trái dấuPhần tửPhần tử mang điệntích tráitích trái dấu là iondương vàdương và ion âmtự do.mang điệndấu là ioncác electron13
Các sự khác biệt chính giữa liên kết ion và liên kết kim loại là liên kết ion diễn ra giữa các ion dương và ion âm trong khi liên kết kim loại diễn ra giữa các ion dương và electron.
Như nhà hóa học người Mỹ G.N.Lewis đề xuất, các nguyên tử ổn định khi chúng chứa tám electron trong vỏ hóa trị của chúng. Hầu hết các nguyên tử có ít hơn tám electron trong vỏ hóa trị của chúng [trừ các khí hiếm trong nhóm 18 của bảng tuần hoàn]; do đó, chúng không ổn định. Các nguyên tử này có xu hướng phản ứng với nhau để trở nên ổn định. Do đó, mỗi nguyên tử có thể đạt được một cấu hình điện tử khí hiếm. Điều này xảy ra bằng cách hình thành liên kết ion, liên kết cộng hóa trị hoặc liên kết kim loại.
NỘI DUNG
1. Tổng quan và sự khác biệt chính2. Liên kết ion là gì3. Liên kết kim loại là gì4. So sánh cạnh nhau - Liên kết ion so với liên kết kim loại ở dạng bảng
5. Tóm tắt
Liên kết ion là gì?
Các nguyên tử có thể tăng hoặc giảm electron và tạo thành các hạt tích điện âm hoặc dương tương ứng. Những hạt này là những người khác. Có các tương tác tĩnh điện giữa các ion này. Theo đó, liên kết ion là lực hút giữa các ion tích điện trái dấu này.
Độ âm điện của các nguyên tử trong liên kết ion ảnh hưởng đến cường độ của các tương tác tĩnh điện. Do đó, độ âm điện cho phép đo ái lực của các nguyên tử đối với electron. Một nguyên tử có độ âm điện cao có thể thu hút các electron từ một nguyên tử có độ âm điện thấp để tạo thành liên kết ion.
Hình 01: Liên kết ion
Ví dụ, natri clorua có liên kết ion giữa ion natri và ion clorua. Natri là kim loại; do đó, nó có độ âm điện rất thấp [0,9] so với Clo [3.0]. Do sự khác biệt về độ âm điện này, Clo có thể thu hút một electron từ Natri và tạo thành Cl- và Na+ các ion. Bởi vì điều này, cả hai nguyên tử đều đạt được cấu hình điện tử khí ổn định, cao quý. Cl- và Na+ được giữ với nhau bởi các lực tĩnh điện hấp dẫn, do đó tạo thành một liên kết ion.
Liên kết kim loại là gì?
Kim loại là các nguyên tử, có thể tạo thành cation bằng cách loại bỏ các electron. Nhóm 1, nhóm 2 và các yếu tố chuyển tiếp là kim loại. Hầu hết các kim loại thời gian là trong pha rắn. Loại hình liên kết giữa các nguyên tử kim loại là liên kết kim loại.
Kim loại giải phóng các electron trong lớp vỏ ngoài của chúng và các electron này phân tán giữa các cation kim loại. Do đó, chúng tôi gọi nó là một biển các điện tử được định vị tinh vi. Các tương tác tĩnh điện giữa các electron và cation được gọi là liên kết kim loại.
Hình 02: Liên kết kim loại
Số lượng electron mà các nguyên tử kim loại giải phóng ra biển và kích thước của cation quyết định cường độ của liên kết kim loại. Kích thước của các cation tỷ lệ nghịch với cường độ của liên kết và cũng là số lượng electron mà nguyên tử kim loại giải phóng tỷ lệ thuận với cường độ liên kết kim loại.
Hơn nữa, các điện tử có thể di chuyển; do đó, kim loại có khả năng dẫn điện. Do các kim loại liên kết kim loại có cấu trúc được sắp xếp. Điểm nóng chảy cao và điểm sôi của kim loại cũng là do liên kết kim loại mạnh này. Kim loại mạnh và không giòn, vì lý do tương tự.
Sự khác biệt giữa liên kết ion và liên kết kim loại là gì?
Liên kết ion là một loại liên kết hóa học xảy ra giữa hai ion tích điện trái dấu trong khi liên kết kim loại là loại liên kết hóa học xảy ra trong mạng tinh thể kim loại. Do đó, sự khác biệt chính giữa liên kết ion và liên kết kim loại là liên kết ion diễn ra giữa các ion dương và âm trong khi liên kết kim loại diễn ra giữa các ion dương và electron.
Là một sự khác biệt quan trọng khác giữa liên kết ion và liên kết kim loại, chúng ta có thể xem xét ảnh hưởng của độ âm điện của các nguyên tử đến cường độ liên kết. Đó là; độ âm điện không ảnh hưởng đến liên kết kim loại vì cùng loại nguyên tử có liên quan đến liên kết, nhưng, độ bền của liên kết bị ảnh hưởng rất lớn bởi sự chênh lệch độ âm điện giữa các ion dương và ion âm trong liên kết ion. Hơn nữa, liên kết ion mạnh hơn nhiều so với liên kết kim loại.
Infographic dưới đây về sự khác biệt giữa liên kết ion và liên kết kim loại cho thấy sự khác biệt nhiều hơn giữa cả hai liên kết.
Tóm tắt - Liên kết ion so với liên kết kim loại
Có ba loại liên kết hóa học chính. Chúng là liên kết ion, liên kết cộng hóa trị và liên kết kim loại. Sự khác biệt chính giữa liên kết ion và liên kết kim loại là liên kết ion diễn ra giữa các ion dương và âm trong khi liên kết kim loại diễn ra giữa các ion dương và electron.
Tài liệu tham khảo:1. Thư viện. Trái phiếu Ionic và cộng hóa trị. Hóa học LibreTexts, Quỹ khoa học quốc gia, ngày 28 tháng 2 năm 2018. Có sẵn tại đây
2. Thư viện. "Liên kết kim loại." Hóa học LibreTexts, Quỹ khoa học quốc gia, ngày 31 tháng 7 năm 2018. Có sẵn tại đây
1. Liên kết Ionic liên kết với nhau bởi EliseEtc - Công việc riêng, [CC BY-SA 3.0] qua Commons Wikimedia
2. Liên kết kim loại kim loại Liên minh huyền thoại của Muskid - Công việc riêng, [CC BY-SA 3.0] qua Commons Wikimedia
2 trả lời
Viết sản phẩm [Hóa học - Lớp 9]
3 trả lời
Tính C%các chất trong dd sau phản ứng [Hóa học - Lớp 11]
3 trả lời
Tìm tên nguyên tố đó [Hóa học - Lớp 6]
2 trả lời
Hỏi tìm số hạt mỗi loại [Hóa học - Lớp 8]
1 trả lời
Liên kết cộng hóa trị xảy ra giữa hai phi kim, liên kết kim loại xảy ra giữa hai kim loại và liên kết ion xảy ra giữa kim loại và phi kim. Liên kết cộng hóa trị liên quan đến việc chia sẻ các electron, trong khi liên kết kim loại có sức hấp dẫn mạnh mẽ và liên kết ion liên quan đến việc chuyển và chấp nhận các electron từ vỏ hóa trị.
Tính chất kết dính của một nguyên tử, để tự sắp xếp theo một kiểu ổn định nhất bằng cách lấp đầy quỹ đạo electron ngoài cùng của chúng. Sự liên kết các nguyên tử này tạo thành các phân tử, ion hoặc tinh thể và được gọi là liên kết hóa học.
Có hai loại liên kết hóa học trên nền tảng sức mạnh của chúng, đó là liên kết chính hoặc liên kết mạnh và liên kết thứ cấp hoặc yếu. Liên kết chính là liên kết cộng hóa trị, kim loại và ion, trong khi liên kết thứ cấp là tương tác lưỡng cực - lưỡng cực, liên kết hydro, v.v.
Sau khi giới thiệu cơ học lượng tử và các electron, ý tưởng về liên kết hóa học đã được đưa ra trong thế kỷ 20. Với các cuộc thảo luận về liên kết hóa học, người ta có thể có được kiến thức về phân tử. Các phân tử là đơn vị nhỏ nhất của hợp chất và cung cấp thông tin liên quan đến các hợp chất.
Về cách làm nổi bật sự khác biệt giữa ba loại trái phiếu, chúng tôi sẽ xem xét về bản chất của chúng cùng với mô tả ngắn gọn.
| Ý nghĩa | Khi có một lực hấp dẫn tĩnh điện mạnh giữa hai hạt nhân mang điện tích dương và cặp electron dùng chung được gọi là liên kết cộng hóa trị. | Khi có lực hấp dẫn tĩnh điện mạnh giữa cation hoặc nguyên tử và các electron được định vị trong sự sắp xếp hình học của hai kim loại, được gọi là liên kết kim loại. | Khi có lực hút tĩnh điện mạnh giữa cation và anion [hai ion tích điện trái dấu] của các nguyên tố được gọi là liên kết ion. Liên kết này được hình thành giữa kim loại và phi kim. |
| Sự tồn tại | Tồn tại dưới dạng chất rắn, chất lỏng và khí. | Chỉ tồn tại ở trạng thái rắn. | Chúng cũng tồn tại ở trạng thái rắn mà thôi. |
| Xảy ra giữa | Giữa hai phi kim. | Giữa hai kim loại. | Phi kim loại và kim loại. |
| Liên quan | Chia sẻ các electron trong vỏ hóa trị. | Sự hấp dẫn giữa các electron được định vị có trong mạng tinh thể của các kim loại. | Chuyển và chấp nhận các electron từ vỏ hóa trị. |
| Độ dẫn nhiệt | Độ dẫn điện rất thấp. | Độ dẫn nhiệt và điện cao. | Độ dẫn điện thấp. |
| Độ cứng | Đây không phải là rất khó, mặc dù ngoại lệ là silicon, kim cương và carbon. | Đây không phải là khó. | Đây là những khó khăn, vì bản chất tinh thể. |
| Điểm nóng chảy và sôi | Thấp. | Cao. | Cao hơn. |
| Dễ uốn và dễ uốn | Đây là không dễ uốn và không dễ uốn. | Liên kết kim loại dễ uốn và dễ uốn. | Liên kết ion cũng không dễ uốn và không dẻo. |
| Liên kết | Họ là trái phiếu định hướng. | Trái phiếu là không định hướng. | Không định hướng. |
| Năng lượng trái phiếu | Cao hơn liên kết kim loại. | Thấp hơn hai trái phiếu kia. | Cao hơn liên kết kim loại. |
| Độ âm điện | Cộng hóa trị có cực: 0, 5-1, 7; Không phân cực 1.7. | ||
| Ví dụ | Kim cương, carbon, silica, khí hydro, nước, khí nitơ, v.v. | Bạc, vàng, niken, đồng, sắt, v.v. | NaCl, BeO, LiF, v.v. |
Liên kết cộng hóa trị được quan sát thấy trong một nguyên tố nằm ở bên phải của bảng tuần hoàn không phải là kim loại. Liên kết cộng hóa trị liên quan đến việc chia sẻ các electron giữa các nguyên tử. Sự kết hợp của electron chia sẻ, tạo ra một quỹ đạo mới xung quanh hạt nhân của cả hai nguyên tử được gọi là phân tử.
Có những điểm hấp dẫn tĩnh điện mạnh giữa hai hạt nhân nguyên tử và liên kết được hình thành khi tổng năng lượng trong khi liên kết thấp hơn năng lượng trước đó là các nguyên tử riêng lẻ hoặc các giá trị điện âm gần đó.
Các liên kết cộng hóa trị còn được gọi là liên kết phân tử. Nitơ [N2], hydro [H2], nước [H 2 O], amoniac [NH3], clo [Cl2], flo [F2] là một số ví dụ về các hợp chất có liên kết cộng hóa trị. Chia sẻ các electron cho phép các nguyên tử có được cấu hình vỏ electron bên ngoài ổn định.
Có hai loại liên kết cộng hóa trị, cực và không cực . Sự phân chia này dựa trên cơ sở độ âm điện, vì trong trường hợp liên kết không phân cực, các nguyên tử có chung số electron bằng nhau vì các nguyên tử giống hệt nhau và có độ chênh lệch độ âm nhỏ hơn 0, 4.
Ví dụ, nước có công thức là H2O, trong đó liên kết cộng hóa trị nằm giữa mỗi phân tử hydro và oxy, trong đó hai electron được chia sẻ giữa hydro và oxy, mỗi một từ.
Là một phân tử hydro, H2 chứa hai nguyên tử hydro được liên kết bởi liên kết cộng hóa trị với oxy. Đây là những lực hấp dẫn giữa các nguyên tử xảy ra ở quỹ đạo ngoài cùng của các electron.
Định nghĩa về trái phiếu kim loại
Loại liên kết hóa học được hình thành giữa các kim loại, kim loại và hợp kim. Liên kết được hình thành giữa các nguyên tử tích điện dương, trong đó việc chia sẻ các electron diễn ra trong các cấu trúc của cation. Đây được coi là chất dẫn nhiệt và điện tốt.
Trong loại này, các electron hóa trị liên tục di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác như lớp vỏ ngoài cùng của các nguyên tử kim loại chồng lên các nguyên tử lân cận. Vì vậy, chúng ta có thể nói rằng trong kim loại, các electron hóa trị liên tục di chuyển độc lập từ nơi này sang nơi khác trong toàn bộ không gian.
Do sự hiện diện của các electron được định vị hoặc tự do của các electron hóa trị, Paul Drude đã đưa ra tên gọi Biển biển của electron electron vào năm 1900. Các tính chất đặc trưng khác nhau của các kim loại là; chúng có nhiệt độ nóng chảy và sôi cao, chúng dễ uốn và dễ uốn, chất dẫn điện tốt, liên kết kim loại mạnh và độ bay hơi thấp.
Định nghĩa về liên kết ion
Liên kết ion được định nghĩa là liên kết giữa ion dương và ion âm, có lực hút tĩnh điện mạnh . Liên kết ion cũng được gọi là liên kết điện hóa. Nguyên tử tăng hoặc giảm một hoặc nhiều electron được gọi là ion. Nguyên tử mất các điện tử đạt được điện tích dương và được gọi là ion dương, trong khi nguyên tử thu được các điện tử đạt được điện tích âm và được gọi là ion âm.
Trong loại liên kết này, các ion dương bị hút về phía các ion âm và các ion âm bị hút về phía các ion dương. Vì vậy, chúng ta có thể nói rằng các ion đối diện thu hút lẫn nhau và giống như các ion đẩy lùi. Vì vậy, các ion đối diện hút nhau và tạo liên kết ion do sự hiện diện của lực hút tĩnh điện giữa các ion.
Các kim loại trong hầu hết quỹ đạo bên ngoài chỉ có một vài electron, do đó bằng cách mất các electron như vậy, kim loại đạt được cấu hình khí hiếm và do đó thỏa mãn quy tắc bát tử. Nhưng mặt khác, vỏ hóa trị của phi kim chỉ có 8 electron và do đó bằng cách chấp nhận các electron mà chúng đạt được cấu hình khí hiếm. Tổng điện tích trong liên kết ion phải bằng không . Việc chấp nhận hoặc tặng các electron có thể nhiều hơn 1, để đáp ứng quy tắc bát tử.
Chúng ta hãy lấy ví dụ phổ biến về Natri Clorua [NaCl], trong đó quỹ đạo ngoài cùng của natri có một điện tử, trong khi clo có bảy electron ở lớp vỏ ngoài cùng.
Vì vậy, Clo chỉ cần một điện tử để hoàn thành octet của nó. Khi hai nguyên tử [Na và Cl] được đặt gần nhau, natri sẽ tặng electron của nó cho clo. Do đó, bằng cách mất một electron natri sẽ tích điện dương và bằng cách chấp nhận một electron clo sẽ tích điện âm và trở thành ion clorua.
Sự khác biệt chính giữa liên kết cộng hóa trị, kim loại và ion
Đưa ra dưới đây là những điểm phân biệt giữa ba loại trái phiếu chính hoặc trái phiếu chính:
- Liên kết cộng hóa trị có thể được nói khi có lực hấp dẫn tĩnh điện mạnh giữa hai hạt nhân mang điện tích dương và cặp electron dùng chung. Trong khi các liên kết kim loại có lực hấp dẫn tĩnh điện mạnh giữa cation hoặc nguyên tử và các electron được định vị trong sự sắp xếp hình học của hai kim loại. Khi có lực hút tĩnh điện mạnh giữa cation và anion [hai ion tích điện trái dấu] của các nguyên tố được gọi là liên kết ion và được hình thành giữa kim loại và phi kim.
- Liên kết cộng hóa trị tồn tại dưới dạng chất rắn, chất lỏng và khí, liên kết kim loại và liên kết ion chỉ tồn tại ở trạng thái rắn.
- Liên kết cộng hóa trị xảy ra giữa hai phi kim, liên kết kim loại nằm giữa hai kim loại, trong khi ion được quan sát giữa phi kim và kim loại.
- Liên kết cộng hóa trị liên quan đến việc chia sẻ các electron trong vỏ hóa trị, liên kết kim loại là lực hút giữa các electron được định vị trong mạng tinh thể của kim loại và liên kết ion được gọi là sự chuyển và chấp nhận electron từ vỏ hóa trị.
- Độ dẫn điện thấp trong liên kết cộng hóa trị và ion, mặc dù cao trong liên kết kim loại.
- Liên kết cộng hóa trị không quá cứng, mặc dù ngoại lệ là silicon, kim cương và carbon, thậm chí liên kết kim loại không cứng, nhưng liên kết ion rất cứng, vì bản chất kết tinh.
- Điểm nóng chảy và điểm sôi của liên kết cộng hóa trị thấp không giống như liên kết kim loại và liên kết ion có cao hơn.
- Liên kết kim loại dễ uốn và dễ uốn, trong khi liên kết cộng hóa trị và liên kết ion không dễ uốn và không dẻo.
- Năng lượng liên kết cao hơn trong liên kết cộng hóa trị và ion so với liên kết kim loại.
- Ví dụ về liên kết cộng hóa trị là kim cương, carbon, silica, khí hydro, nước, khí nitơ, v.v., trong khi Bạc, vàng, niken, đồng, sắt, v.v. là những ví dụ về liên kết kim loại và NaCl, BeO, LiF, v.v. là những ví dụ về liên kết ion.
- Tất cả chúng đều có lực hấp dẫn tĩnh điện làm cho các liên kết mạnh hơn.
- Họ kết nối một nguyên tử với nhau.
- Liên kết giữa các nguyên tử tạo thành một hợp chất ổn định.
- Tất cả ba loại liên kết mang lại các thuộc tính khác nhau, sau đó là các yếu tố ban đầu.
Trong nội dung này, chúng tôi đã nghiên cứu các loại trái phiếu mạnh khác nhau và các thuộc tính khác nhau của chúng mà chúng khác nhau. Mặc dù chúng cũng có những điểm tương đồng nhất định. Nghiên cứu về các trái phiếu này là cần thiết để xác định chúng và có thể sử dụng chúng một cách cẩn thận và bất cứ nơi nào cần thiết.