תיאוריה של הים של אלקטרונים היא שערה מסבירה תופעה כימית חריגים המתרחשת באג"ח מתכתי בין אלמנטים עם electronegativities הנמוכה. זהו שיתוף של אלקטרונים בין אטומים שונים המקושרים באמצעות קשרים מתכתיים.
צפיפות האלקטרונים בין קשרים אלה היא כזו שהאלקטרונים ממוקמים מחדש ויוצרים "ים" בו הם נעים בחופשיות. זה יכול לבוא לידי ביטוי גם על ידי מכניקת הקוונטים: אלקטרונים מסוימים (יש בדרך כלל אחד עד שבע לאטום) מסודרים באורביטלים עם מרכזים מרובים הנמתחים על פני משטח המתכת.
באופן דומה, אלקטרונים שומרים על מיקום מסוים במתכת, אם כי לפיזור ההסתברות של ענן האלקטרונים יש צפיפות גבוהה יותר סביב אטומים ספציפיים. זה נובע מהעובדה שכאשר מוחלים זרם מסוים הם מבטאים את המוליכות שלהם בכיוון ספציפי.
יסודות תורת הים האלקטרונים
התיאוריה של ים האלקטרונים מציעה הסבר פשוט למאפייני המינים המתכתיים כמו התנגדות, מוליכות, משיכות וגמישות, המשתנים בין מתכת אחת לאחרת.
התגלה כי ההתנגדות הניתנת למתכות נובעת מהמיקום הגדול שהאלקטרונים שלהם מציגים, מה שמייצר כוח לכידות גבוה מאוד בין האטומים היוצרים אותם.
בדרך זו ידועה המשיכות כיכולתם של חומרים מסוימים לאפשר דפורמציה של המבנה שלהם, מבלי להניב מספיק לשבירה, כאשר הם נתונים לכוחות מסוימים.
ביטול שכבות
הן המשיכות והן הזמישות של מתכת נקבעים על ידי העובדה שאלקטרוני הערך ממוקמים לכל הכיוונים בצורה של שכבות, מה שגורם להם לנוע אחד על השני תחת פעולה של כוח חיצוני, הימנעות משבירת מבנה המתכת אך מאפשרת עיוותו.
באופן דומה, חופש התנועה של אלקטרונים ממוקדים מאפשר זרימת זרם חשמלי, מה שהופך את המתכות למוליכות טובה של חשמל.
בנוסף, תופעה זו של תנועה חופשית של אלקטרונים מאפשרת העברת אנרגיה קינטית בין אזורים שונים של המתכת, המקדמת את העברת החום וגורמת למתכות להתבטא במוליכות תרמית גבוהה.
תורת ים האלקטרונים בגבישים מתכתיים
גבישים הם חומרים מוצקים שיש להם תכונות פיזיקליות וכימיות - כמו צפיפות, נקודת התכה וקשיות - שנוצרים על ידי סוג הכוחות שיוצרים את החלקיקים המרכיבים אותם יחד.
באופן מסוים, גבישים מטאליים נחשבים למבנים הפשוטים ביותר, מכיוון שכל "נקודה" של סריג הגביש תפסה אטום של המתכת עצמה.
באותה מובן זה, נקבע כי בדרך כלל מבנה גבישים מתכתיים מעוקב ומרכזו על הפנים או על הגוף.
עם זאת, מינים אלה יכולים גם הם להיות בעלי צורה משושה ויש להם אריזה קומפקטית למדי, המעניקה להם את אותה צפיפות אדירה האופיינית להם.
מסיבה מבנית זו, הקשרים הנוצרים בגבישים מתכתיים שונים מאלה המופיעים בשכבות קריסטלים אחרים. אלקטרונים שיכולים ליצור קשרים ממוקמים בכל מבנה הגביש, כמוסבר לעיל.
חסרונות התיאוריה
באטומים מתכתיים קיימת כמות קטנה של אלקטרונים ערכיים ביחס לרמות האנרגיה שלהם; כלומר יש מספר גדול יותר של מצבי אנרגיה זמינים ממספר האלקטרונים המלוכדים.
פירוש הדבר הוא כיוון שישנו רילוקליזציה אלקטרונית חזקה וגם להקות אנרגטיות שנמלאו חלקית, האלקטרונים יכולים לנוע דרך מבנה הסריג כאשר הם נתונים לשדה חשמלי מבחוץ, בנוסף ליצירת אוקיינוס האלקטרונים. התומך בחדירות הרשת.
לכן איחוד המתכות מתפרש כקונגלומרט של יונים טעונים חיוביים יחד עם ים של אלקטרונים (טעון שלילי).
עם זאת, ישנם מאפיינים שלא מוסברים על ידי מודל זה, כמו היווצרות של סגסוגות מסוימות בין מתכות עם קומפוזיציות ספציפיות או יציבות של קשרים מתכתיים קולקטיביים, בין היתר.
החסרונות הללו מוסברים על ידי מכניקת הקוונטים, מכיוון שגם תיאוריה זו וגם גישות רבות אחרות הוקמו על בסיס המודל הפשוט ביותר של אלקטרון בודד, תוך ניסיון ליישם אותו במבנים מורכבים בהרבה של אטומים רב אלקטרונים.
הפניות
- ויקיפדיה. (2018). ויקיפדיה. התאושש מ- en.wikipedia.org
- הולמן, ג'יי.סי, וסטון, פ '(2001). כִּימִיָה. התאושש מ- books.google.co.ve
- פרקין, ג '(2010). מליטה מתכת-מתכת. התאושש מ- books.google.co.ve
- Rohrer, GS (2001). מבנה ומליטה בחומרים גבישיים. התאושש מ- books.google.co.ve
- איבך, ח. ולוּת, ח. (2009). פיזיקה של מצב מוצק: מבוא לעקרונות של מדעי החומרים. התאושש מ- books.google.co.ve