ENLACES METALICOS

Química InorgánicaB.Q. Ma. Lucia Ramírez Gutiérrez

Kassandra R. Félix, Thania López A. Cecilia Castillo, Daniela Padilla, Ariadna Leyva, Ma. Lourdes Gutiérrez, Jonathan Álvarez, Hernan

Grajeda, Jonathan Reatiga, Jubicza Burboa, José Carlos Jara, Diana Camacho, Alejandro Moroyoqui

IAM

Enlace Metálico El enlace metálico ocurre en los metales puros y en

las aleaciones. Este enlace solo puede estar en sustancias en estado sólido.

Como en el enlace covalente, los átomos comparten pares de electrones; pero, en el metálico, muchos átomos comparten muchos electrones.

Los electrones de valencia de un metal puro, como la plata o el cobre, forman un chorro de electrones que fluyen libremente a través de la pieza de metal. Como los electrones no pertenecen a ningún átomo en particular, los átomos existen como iones positivos, que se neutralizan con las cargas negativas de todos los electrones. Los metales forman una red cristalina.

Este modelo de enlace explica muchas propiedades de los metales. En seguida se describen algunas de ellas:

La alta densidad que poseen los metales es provocada por el reducido espacio que existe entre los iones positivos.

La maleabilidad (capacidad de ser moldeados con herramientas) se debe a que las capas de cationes metálicos se deslizan unas sobre otras.

La conducción del calor y la electricidad está asociada con el libre movimiento de los electrones entre las capas de la red.

TEORIA DE LOS ENLACES METALICOS

Es el tipo de enlace que se produce cuando se combinan entre si los elementos metálicos, es decir, elementos de electronegatividades bajas y que se diferencien poco. Habitualmente las sustancias metálicas están formadas por átomos de un solo elemento aunque también se obtienen por combinaciones de elementos (aleaciones).

MODELO DE LA NUBE DE ELECTRONES

Los atomos metalicos ceden sus electrones de valencia a ‘la nube electronica’ que engloba a todos los atomos del metal. Asi el enlace metalico resulta de las atracciones electrostaticas entre los restos positivos y los electrones moviles que pertenencen en su conjunto a la red metalica.

En el enlace metalico los atomos no pertenecen a ningun atomo determinado. Ademas es un enlace no dirigido, por que la nube electronica es comun a todos los restos atomicos que forman la red.

Hay que aclarar que los atomos cuando han cedido los electrones a la nube comun, no son realmente iones, ya que los electrones quedan dentro de la red, perteneciendo a todos los restos positivos.

Este modelo es muy simple y sirve para interpretar muchas de las propiedades de los metales, aunque tiene ciertas limitaciones, principalmente en la explicacion de la diferente conductividad de algunos metales.

PROPIEDADES DE LOS ENLACES METALICOS

 Las propiedades físicas de los metales son muy diferentes a las de los demás compuestos y la teoría que intente explicar este enlace deberá dar también cumplidas respuestas a todas estas características especiales. Estas son:

Estado natural, Conductividad., Brillo metálico, Ductilidad y maleabilidad. Emisión de electrones, Densos,   Altos puntos de fusión y de ebullición. Insolubles en agua y en disolventes orgánicos.

Para explicar las propiedades características de los metales (su alta conductividad eléctrica y térmica, ductilidad y maleabilidad, ...) se ha elaborado un modelo de enlace metálico conocido como modelo de la nube o del mar de electrones:Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su última capa, por lo general 1, 2 ó 3. Éstos átomos pierden fácilmente esos electrones (electrones de valencia) y se convierten en iones positivos, por ejemplo Na+, Cu2+, Mg2+. Los iones positivos resultantes se ordenan en el espacio formando la red metálica. Los electrones de valencia desprendidos de los átomos forman una nube de electrones que puede desplazarse a través de toda la red. De este modo todo el conjunto de los iones positivos del metal queda unido mediante la nube de electrones con carga negativa que los envuelve.

Por ejemplo:En un trozo de sodio metálico, los iones están localizados en una posición fija en el metal y los electrones de valencia (uno por cada átomo de sodio) están libres para moverse entre las varias nubes electrónicas.                                          Por tanto, en los metales las fuerzas de atracción que deben superarse para realizar la conversión del estado sólido al estado líquido o desde el estado líquido al estado gaseoso son bastante fuertes. Por supuesto, estas fuerzas de atracción varían de un metal a otro pero en general son muy fuertes.

Clasificación en Base a su Conductividad Eléctrica

Conductores

Semiconductores

Aislantes

SEMICONDUCTORES Entre los semiconductores comunes se

encuentran elementos químicos y compuestos, como el silicio, el germanio, el selenio, el arseniuro de galio, el seleniuro de cinc y el teluro de plomo.

Para incrementar el nivel de la conductividad se provocan cambios de temperatura, de la luz o se integran impurezas en su estructura molecular.

Estos cambios originan un aumento del numero de electrones liberados (o bien huecos) conductores que transportan la energía eléctrica.

Los cuatro electrones de valencia (o electrones exteriores) de un átomo están en parejas y son compartidos por otros átomos para formar un enlace covalente que mantiene al cristal unido.

Para producir electrones de conducción, se utiliza energía adicional en forma de luz o de calor (se maneja como temperatura), que excita los electrones de valencia y provoca su liberación de los enlaces, de manera que pueden transportar su propia energía.

Tipos de Semiconductores

Semiconductores Intrínsecos

Semiconductores Extrínsecos

AISLANTES Son los elementos que no son capaces de conducir

la corriente eléctrica. La banda de valencia y la banda de conducción están separadas por una gran brecha energética que impide la conducción.

La banda de valencia está completa y la de conducción vacía; pero a diferencia de los metales, no sólo no solapan sino que además hay una importante diferencia de energía entre una y otra (hay una zona prohibida) por lo que no pueden producirse saltos electrónicos de una a otra. Es decir, los electrones no gozan de la movilidad que tienen en los metales y, por ello, estas sustancias no conducen la corriente eléctrica.