Металларнинг кристалл панжаралари тузилишини, уларнинг хоссаларини ўрганиш уларда кимёвий боғланишнинг ўзига хос тури мавжудлигини кўрсатди. Металларнинг кристалл панжаралари тугунларида “металл атом-иони” жойлашган. Бу “атом-ион”лар панжара ҳосил бўлишида ҳар бир металл атомидан бир ёки бир неча электронламинг ажралиб чиқиши натижасида ҳосил бўлади.
Ҳаракатчан ҳолдаги бу электронлар эса худди газ молекулалари сингари кристалл панжаранинг бўшлиқларида жойлашади. Бундай кристалл панжаралар барча металла ручун хосдир(Na, Ba, Zn, Al, Cu, Au).
Кристалл панжарада унинг тугунларидаги металл атом-ионлари билан электронлар о‘ртасида юзага келадиган тортишув кучлари металл боғланиш дейилади. Металл боғланиш кучли боғланиш бўлиб, у асосан барча металларнинг хоссаларини белгилаб беради. Металларда осон ҳаракатланувчи электронлар оқими борлиги учун улар иссиқликни, электр токини яхши ўтказадилар. Металларнинг ялтироқлиги, турли рангда бўИиши ҳам уларнинг электрон тузилиши билан тушунтирилади.
Металл боғ ҳосил бўлишида фақатгина “ташқи” электронларгина эмас ички қаватдаги электронлар ҳам қўшни атом қолдиғидаги вакант орбиталлар билан донор-аксептортипидаги боғлари ҳосил қилади. Шу сабабдан металлар юқори мустаҳкамликка ва суюқланиш температурасига эга. Иссиқликни ва токни электромагнит майдони “ташийди”.
Металл боғланиш билан тавсифланган хусусиятлар
Металл боғланиш — бу металл атомлари ўртасида содир бўладиган кимёвий боғланишнинг бир тури. Металл боғланишда металл атомларининг валентлик электронлари делокализатсияланади ва мусбат зарядланган металл ионларини ўраб турган электронлар оқимини ҳосил қилади. Ушбу турдаги боғланиш металларнинг баъзи характерли хусусиятларини келтириб чиқаради, масалан:
- Юқори электр ўтказувчанлиги: делокализатсияланган электронлар металл бўйлаб эркин ҳаракатланиши ва электр токини ўтказиши мумкин.
- Юқори иссиқлик ўтказувчанлиги: Делокализатсияланган электронлар иссиқлик энергиясини металлнинг бир қисмидан бошқасига ўтказиши мумкин.
- Эгилувчанлик: металл ионлари металл боғланишларни бузмасдан бир-бирининг ёнидан сирғалиб ўтиши мумкин, бу металлни юпқа қатламларга (эгилувчан) ёки симларни тортилишига имкон беради.
- Ёрқинлик: Делокализатсияланган электронлар ёруғликни акс эттиради ва металлга ёрқин кўриниш беради.
- Юқори эриш ва қайнаш ҳарорати: Металл бўглар узилиши учун кўп энергия талаб қилади, шунинг учун металлар юқори эриш ва қайнаш температурасига эга.
Бу хусусиятлар металларни симлар, қурилиш, заргарлик буюмлари ва электроника каби кўплаб буюмлар учун фойдали қилади. Бироқ, барча металлар бир хил даражада металл боғланишга эга эмас. Металл бирикманинг мустаҳкамлигига таъсир қилувчи баъзи омиллар:
- Валентлик электронлари сони: кўпроқ валентлик электронлар кўпроқ делокализатсияланган электронлар ва кучли металл боғларни билдиради.
- Металл ионларининг ўлчами: Кичикроқ металл ионлари ионлар ва электронлар ўртасида ихчамроқ жойлашиш ва кучли тортишиш деган маънони англатади.
- Металл ионларининг шакли: кўпроқ носимметрик шакллар заряднинг бир хил тақсимланиши ва кучли металл боғланишларни англатади.
Шунинг учун баъзи металлар электр ўтказувчанлиги, иссиқлик ўтказувчанлиги, эгилувчанлиги, эгилувчанлиги, ёрқинлиги, эриш ва қайнаш ҳарорати бошқаларга қараганда юқори ёки пастроқдир. Масалан, натрий битта валент электронга, катта ион ҳажмига ва сферик шаклга эга, шунинг учун у заиф металл боғланишга ва паст эриш нуқтасига эга. Бошқа томондан, темир тўртта валент электронга, кичик ион ҳажмига ва куб шаклига эга, шунинг учун у кучли металл боғланиш ва юқори эриш нуқтасига эга.
Тез-тез сўраладиган саволлар
Металл боғланиш ва ионли боғланиш ўртасидаги фарқ нима?
Ион боғланишлар икки кимёвий тур ўртасида электронлар алмашинувини ўз ичига олади. Улар боғланган атомларнинг электроманфийликларидаги фарқдан келиб чиқади. Бошқа томондан, металл боғлар металл катионларининг қаттиқ, аниқ панжараси делокализатсияланган валентлик электронлар оқимларни бўлишганда ҳосил бўлади. Бироқ, бу иккала турдаги боғланиш электростатик тортишиш кучларини ўз ичига олади.
Металл боғларнинг мустаҳкамлигига қандай омиллар таъсир қилади?
Уч омил, улар қуйидагилардир:
- Металлдан делокализатсияланган электронлар сони; делокализатсияланган электронлар сони қанча кўп бўлса, боғланиш шунчалик кучли бўлади
- Металл катион томонидан ушлаб турилган заряд; заряднинг катталиги қанчалик катта бўлса, электрон оқим ва катионлар ўртасидаги тортишиш кучи шунчалик кучли бўлади.
- Катион ҳажми; ион радиуси қанчалик кичик бўлса, электрон оқимига таъсир қилувчи ядро заряди шунчалик катта бўлади
Шундай қилиб, элементнинг электрон конфигуратсияси ундаги металл боғланишнинг кучини тахмин қилиш учун ўрганилиши мумкин.
Металл боғланиш билан металларнинг қайси хоссаларини тушунтириш мумкин?
Металл боғланиш натижасида юзага келадиган металларнинг хусусиятларига қуйидагилар киради:
- Эгилувчанлик
- Юқори эриш ва қайнаш ҳарорати
- Юқори электр ва иссиқлик ўтказувчанлиги
- Металл ёрқинлик