Делокализованные электроны
Делокализованные электроны — это электроны, которые принадлежат не одному определённому атому, а сразу множеству атомов в металлическом кристалле. Они могут относительно свободно перемещаться по всей металлической кристаллической решётке, поэтому металлы проводят электрический ток и тепло.
Как они образуются
Атомы металлов обычно имеют небольшое число валентных электронов, которые сравнительно слабо удерживаются ядром. При сближении атомов в кристалле эти электроны перестают быть связанными только с одним атомом. Они образуют общее электронное облако, окружающее положительные ионы металла.
Притяжение между положительными ионами и общими делокализованными электронами образует металлическую связь. Поэтому делокализованные электроны — важная часть модели металлической связи, а не отдельный вид химической связи.
Почему это важно
- Под действием электрического поля электроны направленно движутся — возникает электрический ток.
- Движущиеся электроны быстро передают энергию по кристаллу — металлы хорошо проводят тепло.
- Общее электронное облако сохраняет связь между ионами даже при смещении слоёв, что связано с пластичностью и ковкостью металлов.
В куске меди электроны внешнего уровня не закреплены за отдельными атомами меди. Они перемещаются по всему кристаллу, тогда как положительные ионы меди остаются в узлах решётки.
Делокализованные электроны не означают, что электроны полностью покидают металл. Они остаются в металлическом кристалле и удерживаются притяжением к положительным ионам. Кроме того, это не то же самое, что свободные электроны в вакууме: в металле их движение происходит внутри кристаллической решётки.
Какое свойство металлов непосредственно объясняется движением делокализованных электронов?
Главное
- Делокализованные электроны общие для множества атомов металла и перемещаются по кристаллу.
- Они участвуют в образовании металлической связи и объясняют электропроводность и теплопроводность металлов.
- Эти электроны не покидают металл полностью, а находятся в общем электронном облаке между положительными ионами.