Стр. 127 - Строение атома и химическая связь

СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
125
ГЛАВА 5. МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
«Успех будет принадлежать металлургии той страны,
инженеры которой сумеют усвоить идеи современной
электронной теории металлов….»
В. Юм-Розери
Атомы металлов отличаются от атомов других элементов тем, что имеют
малые энергии ионизации и сравнительно слабо удерживают свои внешние
электроны. Поэтому в кристаллической решетке металла большое количество
электронов покидает свои атомы, превращая их в положительно заряженные
ионы. «Обобществленные» электроны передвигаются в междоузлиях кристал-
лической решетки и за счет электростатических сил «цементируют» ионы ме-
талла. Такая связь называется металлической и существует не только в твердых
кристаллах металлов, но и в расплавах и в аморфном состоянии.
Единая система электронов в металлических веществах называется электрон-
ным газом. Связывающий ионы металла электронный газ может относительно
свободно перемещаться по всей трехмерной структуре кристалла, обеспечивая
его высокую электропроводность, теплопроводность и ковкость.
Рис. 5.1. Схематическое строение элементарной
решетки металла
Описываемая картина электростатического связывания ионов металла в
решетке с помощью электронного газа слишком упрощена. В пользу этого сви-
детельствует следующее. Если бы ионы металлов были связаны только делока-
лизованными электронами, то все металлические системы были бы похожи:
чем больше свободных электронов и меньше атомный радиус металла, тем в
большей степени за счет электростатического притяжения «цементировались»
бы ионы металла в узлах решетки и тем прочнее должен быть металл. Но таких
простых корреляций не наблюдается. Например, щелочные металлы легко те-
ряют электроны, имеют высокую электропроводность, но они очень мягкие.
Медь, серебро и золото также хорошо проводят электрический ток, но они на
порядок тверже. Видимо, количество свободных электронов, как и тип кристал-
лической решетки однозначно не определяют механических свойств металлов.
Так, в гранецентрированной кубической решетке кристалла меди каждый
атом окружен 12-ю другими атомами. Медь достаточно твердый металл, имеет