Théorie de la mer des électrons Fondements, propriétés et inconvénients

Le théorie électronique des électrons C'est une hypothèse qui explique un phénomène chimique exceptionnel qui se produit dans les liaisons métalliques entre les éléments à faible électronégativité. Cela implique le partage d'électrons entre différents atomes liés par des liaisons métalliques.

La densité électronique entre ces liens est telle que les électrons sont délocalisés et forment une "mer" où ils se déplacent librement. Cela peut également être exprimé par la mécanique quantique: certains électrons (généralement un à sept par atome) sont disposés en orbitales avec plusieurs centres qui s'étendent sur la surface métallique.

En outre, les électrons conservent une certaine position dans le métal, bien que la distribution de probabilité du nuage électronique ait une densité plus élevée autour de certains atomes spécifiques. Cela est dû au fait que lors de l'application d'un certain courant, ils montrent leur conductivité dans une direction spécifique.

Index

• 1 Fondements de la théorie de la mer des électrons
• 2 propriétés
  • 2.1 Relocalisation sous forme de couches
  • 2.2 Théorie de la mer des électrons dans les cristaux métalliques
• 3 Inconvénients de la théorie
• 4 références

Fondements de la théorie de la mer des électrons

Les éléments métalliques ont une grande tendance à donner des électrons de leur dernier niveau d'énergie (couche de valence), en raison de leur énergie d'ionisation si faible par rapport aux autres éléments.

Sachant cela, chaque élément métallique pourrait être considéré comme un cation lié à l’électron de son dernier niveau d’énergie, qui serait plus enclin à donner.

Comme dans un métal il y a un grand nombre d'atomes liés entre eux, on peut supposer que ce métal forme un groupe de cations du métal qui sont immergés dans une sorte d'électrons de valence qui ont une grande délocalisation.

Considérant que les forces d'attraction électrostatiques qui existent entre le cation (charge positive) et l'électron (charge négative) ont des atomes de métal fortement liés, on imagine la délocalisation des électrons de valence se comportant comme un adhésif électrostatique qui reste lié aux cations métalliques.

De cette façon, on peut en déduire que plus le nombre d’électrons présents dans la couche de valence d’un métal est élevé, plus ce type d’adhésif électrostatique sera puissant.

Propriétés

La théorie de la mer des électrons offre une explication simple aux caractéristiques des espèces métalliques telles que la résistance, la conductivité, la ductilité et la malléabilité, qui varient d’un métal à l’autre.

On a découvert que la résistance conférée aux métaux est due à la grande délocalisation de leurs électrons, ce qui génère une très grande force de cohésion entre les atomes qui la composent.

De cette manière, la ductilité est connue sous le nom de la capacité de certains matériaux à permettre la déformation de leur structure, sans céder suffisamment à la rupture, sous certaines forces.

Offshoring sous forme de couches

La ductilité et la malléabilité d'un métal sont déterminées par le fait que les électrons de valence sont délocalisés dans toutes les directions sous la forme de couches, ce qui les fait se déplacer l'un sur l'autre sous l'action d'une force externe. éviter la rupture de la structure métallique mais permettre sa déformation.

De même, la liberté de mouvement des électrons délocalisés permet de créer un flux de courant électrique, ce qui fait que les métaux ont une très bonne conductivité électrique.

De plus, ce phénomène de libre circulation des électrons permet le transfert de l'énergie cinétique entre les différentes régions du métal, ce qui favorise la transmission de la chaleur et entraîne une grande conductivité thermique des métaux.

Théorie de la mer des électrons dans les cristaux métalliques

Les cristaux sont des substances solides qui ont des propriétés physiques et chimiques - telles que la densité, le point de fusion et la dureté - qui sont établies par le type de forces qui font que les particules qui les font rester ensemble.

D'une certaine manière, on considère que les cristaux de type métallique ont les structures les plus simples, car chaque "point" du réseau cristallin a été occupé par un atome du métal lui-même.

Dans ce même sens, il a été déterminé que la structure des cristaux métalliques est généralement cubique et se concentre sur les faces ou le corps.

Cependant, ces espèces peuvent aussi avoir une forme hexagonale et avoir un emballage assez compact, ce qui leur donne cette énorme densité caractéristique.

Pour cette raison structurelle, les liaisons qui se forment dans les cristaux métalliques sont différentes de celles des autres types de cristaux. Dans toute la structure cristalline, les électrons pouvant former des liaisons sont délocalisés, comme expliqué ci-dessus.

Inconvénients de la théorie

Dans les atomes métalliques, il y a une petite quantité d'électrons de valence proportionnellement à leur niveau énergétique; c'est-à-dire qu'il y a un plus grand nombre d'états d'énergie disponibles que le nombre d'électrons liés.

Cela signifie que, comme il existe une forte délocalisation des électrons et des bandes d'énergie qui ont rempli partiellement, les électrons peuvent se déplacer à travers la structure du réseau lorsqu'ils sont soumis à des champs électriques de l'extérieur, en plus d'électrons formant l'océan qui prend en charge la perméabilité du réseau.

Ainsi, le métal de liaison comme une grappe d'ions chargés positivement couplés par une mer d'électrons (de charge négative) est interprétée.

Cependant, il existe des caractéristiques qui ne sont pas expliqués par ce modèle, comme la formation de certains alliages avec des compositions spécifiques de métaux ou de la stabilité des liaisons métalliques collectives, entre autres.

Ces inconvénients sont expliqués par la mécanique quantique, à la fois parce que cette théorie bien d'autres approches ont été établies en fonction de modèle le plus simple d'un seul électron, tout en essayant d'appliquer dans des structures plus complexes multielectron atomes.

Références

1. Wikipedia. (2018). Wikipedia. Récupéré de en.wikipedia.org
2. Holman, J. S. et Stone, P. (2001). Chimie Récupéré de books.google.co.ve
3. Parkin, G. (2010). Collage Métal-Métal. Récupéré de books.google.co.ve
4. Rohrer, G. S. (2001). Structure et collage dans les matériaux cristallins. Récupéré de books.google.co.ve
5. Ibach, H. et Lüth, H. (2009). Physique du solide: une introduction aux principes de la science des matériaux. Récupéré de books.google.co.ve