مثال على السندات المعدنية

ال رابط معدني هي الطريقة التي تتمكن بها ذرات المعدن من الالتقاء في هيكل بلوري، مستقرة ، باستخدام سحب إلكتروناتها، ودون الاعتماد على حصرية الروابط الأيونية أو التساهمية لتظهر كمواد نقية. اسمه شبكة لمجموعة أو ترتيب الوصلات المعدنية.

تتبلور معظم المعادن في ثلاثة أنواع من الترتيبات: شبكات مكعب مركزية الجسم, شبكات مكعبة الوجه ص شبكات سداسية مدمجة.

في ال مركز الجسم، كل ذرة من المعدن محاطة بـ 14 جارًا ، وفي الآخرين اثنان متبقيان بحلول 12. إذا حاولت التعامل مع ترابط مثل هذه الهياكل ، فستجد على الفور مشكلة نقص الإلكترون. وبالتالي ، في حالة الليثيوم مع إلكترون تكافؤ واحد و 14 جيرانًا قريبًا ، يجب توضيح كيف يكون هذا العنصر محاطًا بمثل هذا العدد الكبير من الذرات ، ومع ذلك فإنه يولد بلورًا مستقرًا بدرجة كافية للحصول على نقطة انصهار 186 درجة مئوية. يحدث الشيء نفسه مع المعادن الأخرى.

الفيزيائي السويسري فيليكس بلوخ في عام 1928 اقترح نظرية ميكانيكا الكم لشرح ارتباط الذرات في البلورات المعدنية. في هذا نظرية الفرقة يتم اعتبار جميع الإلكترونات الموجودة في الذرة عند مستويات طاقة ممتلئة بالكامل بشكل أساسي تقع، أي مرتبطة بالذرات التي ترتبط بها. من ناحية أخرى ، يتم النظر في إلكترونات التكافؤ في مستويات الطاقة غير المعبأة

مجانا، وتتحرك في مجال محتمل يمتد إلى جميع الذرات الموجودة في البلورة.

ال المدارات الذرية من هذه الإلكترونات الحرة في الذرة تداخل مع أولئك الآخرين ليؤسسوا المدارات الجزيئية غير المحددة التي تنتج رابطة بين جميع الذرات الموجودة ، والتي تعرف باسم مدارات التوصيل.

ال مستويات الطاقة من الإلكترونات في الذرات المعزولة متحفظ وعموما متباعدة بشكل جيد. لكن وجود ذرات أخرى في البلورة يؤثر على هذه المستويات عن طريق تحويل كل مستوى إلى أ الفرقة المستوى عددهم يساوي عدد الذرات الموجودة في الكلية البنيوية. إذا كان هذا الرقم كبيرًا ، فإن كل مستوى معزول يشكل عمليا a الفرقة المستمرة. أيضًا ، عندما تكون المسافة بين المستويات الأصلية وبين الذرات في المعدن كبيرة ، إذن يتم فصل العصابات الناشئة عن المستويات الإلكترونية المبكرة عن بعضها البعض ل فجوات الطاقة ضخم. عندما تكون المستويات والمسافات صغيرة ، تكون العصابات عبر والتداخل كل.

تقدم هذه النظرية الوصف التالي للهيكل الإلكتروني لمعدن معين. أ معدن صلب يعتبر أن يكون العصابات الإلكترونية مفصولة عن بعضها البعض فجوات الطاقة. علاوة على ذلك ، تمتلئ هذه النطاقات في بعض الأحيان بالكامل بالإلكترونات الموضعية ، أو تمتلئ جزئيًا بالإلكترونات الحرة التي تمتد مداراتها الجزيئية إلى جميع الذرات في البلورة.