Instrukcije iz kemije - Metalna veza

Metalna veza je veza između atoma metala.

Osnovna privlačna sila koja djeluje između atoma metala uzrokovana je uzajamnim djelovanjem metalnih iona i zajedničkog elektronskog oblaka.

Svi atomi su postali pozitivni ioni koje čvrsto veže jedan oblak delokaliziranih elektrona. Metalna veza nije usmjerena u prostoru.

Struktura natrija sa zajedničkim elektronskim oblakom

Preklapanjem orbitala metalnih iona koji se nalaze međusobno vrlo blizu nastaju molekulske orbitale koje nazivamo vrpce ili zone.

Razlikuje se valentna i vodljiva vrpca.

U valentnoj vrpci nalaze se valentni elektroni.

Iznad nje se prostire vrpca bez elektrona – vodljiva vrpca. Potrebna je zanemarivo mala energija za prijelaz elektrona iz valentne u vodljivu vrpcu.

Udaljenost između valentne i vodljive vrpce nije kod svih elemenata jednaka.

Kod metala su valentna i vodljiva vrpca vrlo blizu pa energetska barijera (ΔE) za prijelaz elektrona gotovo i ne postoji.

Povećanjem udaljenosti među vrpcama raste energetska barijera, pa je za prijelaz elektrona potrebna veća energija.

Tvari koje slabo provode električnu struju su poluvodiči (npr. silicij, germanij).

Porastom temperature poneki elektron iz veze dobiva dovoljno energije za savladavanje energetske barijere i prelazi u vodljivu vrpcu.

Osim o temperaturi vodljivost poluvodiča ovisi i o nazočnosti male količine drugih atoma u strukturi. Takve poluvodiče nazivamo poluvodiči sa nečistoćama.

Poluvodiči imaju veliku važnost u elektronici jer se rabe za proizvodnju elektroničkih elemenata (diode, tranzistori i sl.).

Tvari kod kojih postoji velika energetska barijera između valentne i vodljive vrpce nazivamo izolatori.

Izolatori ne provode elektricitet. Tipična izolatorska svojstva imaju staklo, plastika i guma.