5. Метали. Зонна теория на металната връзка. Строеж, физични и химични св-ва на металите.

Метали 80%-82 от 105 хим.ел. в периодичната с-ма на Менделеев са металите. Характерно за атомите на всички метали, че при взаимодействие с ат.на неметалите отдават е^- и се превръщат в + заредени йони, образуват устойчиви с-ния. М ne=М^н+ (окисление) Имат следните основни св-ва метал.блясък, ковкост, изтегливост, топло и електропроводимост, ниска електроотрицателност, нисък йонизационен потенциал.

s-елементи (без водород и хелий) конфигурация на валентната електронна орбита (n-1).d¹⁰ns¹ I A група.

II A група (n-1).d¹⁰ns²

p-елем. III A група без бор; IV A гр. калай, олово; V A гр. бисмут и VI А група полоний.

d-елементи I B до VIII B група (n-1).d^x-1ns¹ или (n-1).d^x-2ns² където х е номера на периода на елем.

f-елементи (n-2)f^1-14(n-1)s²p⁶d^1-10ns² (лантаноиди и актиноиди. Броят на валентните електрони съвпада с номера на групата, в която се намира елем. Металите се различават от неметалите, тъй като имат някои особености в металната връзка и природата на кристаланата решетка. Високата плътност на металите се дължи на плътното подреждане на атомите. Те имат най-често кубична или хексагонални кристали там най-плътно са подредени градивните частици. Металн.връзка възниква, чрез припокриване на електронните облаци от атомните орбитали на последната орбита. е^- образуващите метал.връзка принадлежат на всички атоми, заобикалящи даден атом в металния кристал те са делокализирани. Колкото е по-голям броя на валентните е^- в металн.атом, толкова по-голям брой връзки може да образува със съседните атоми, което определя метал.връзка да не е ориентирана в пространството и да няма наситен характер (разликата й с ковалентната връзка).

Най-правдоподобно строежа на кристалната решетка и природата на металната връзка обяснява зонната теория за кристалите, разработена от Ферми, Дирак и др. през 1927 на основата на вълновата механика. (стр.88-89-обяснение)

Енергетични зони s,p,d,f. изграждането на МО във всяка зона е свързано с принципна на Паули и правилото на Хунд увеличава се енергията. Следователно максим.брой е^-, разполагащи се в s енерг.зона е 2N;p-зона 6N;d-зоната 10N;f-зоната 14N.

Зоната, която е запълнена с е^-, участващи в образуване на хим.връзка се нарича валентна зона. При металните кристали има и проводима зона по-богата енергетично, но не е запълнена с е^-. М/у двете зони няма рязка граница. Нивата в зоните са близки по енергия, затова е^- могат да прескачат не само от едно ниво на друго, но и от една зона в друга. Разстоянието м/у валентната и проводимата зона може да е различно. Това е област от енергетични нива, неможещи да бъдат заети с е^- - тя се нарича забранена зона eV мерна единица. (E) забраанена зона.

Определянето дали едно в-во е проводник, полу или диелекетрик става въз основа стойността на E.

E<0,1 eV проводник

E изменя се от 0,1 до 3eV полу

E>3eV диелектрици.

Топло и електропроводимост на металите (стр.90-91 примери)

K 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

Ca 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3p⁶4s²

Класификация(стр.91)