Theorie des Meeres der Elektronen Grundlagen, Eigenschaften und Nachteile

Die Elektronentheorie von Elektronen Es ist eine Hypothese, die ein außergewöhnliches chemisches Phänomen erklärt, das in Metallbindungen zwischen Elementen mit geringen Elektronegativitäten auftritt. Es beinhaltet das Teilen von Elektronen zwischen verschiedenen Atomen, die durch Metallbindungen verbunden sind.

Die elektronische Dichte zwischen diesen Verbindungen ist derart, dass die Elektronen delokalisiert sind und ein "Meer" bilden, wo sie sich frei bewegen können. Es kann auch durch die Quantenmechanik ausgedrückt werden: Einige Elektronen (normalerweise ein bis sieben pro Atom) sind in Orbitalen mit mehreren Zentren angeordnet, die sich über die Metalloberfläche erstrecken.

Außerdem behalten Elektronen eine gewisse Position im Metall bei, obwohl die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Elektronenwolke um einige spezifische Atome herum eine höhere Dichte aufweist. Dies liegt daran, dass sie bei Anlegen eines bestimmten Stromes ihre Leitfähigkeit in eine bestimmte Richtung zeigen.

Index

• 1 Grundlagen der Theorie des Elektronenmeers
• 2 Eigenschaften
  • 2.1 Umlagerung in Form von Schichten
  • 2.2 Theorie des Elektronenmeeres in metallischen Kristallen
• 3 Nachteile der Theorie
• 4 Referenzen

Grundlagen der Theorie des Elektronenmeeres

Die metallischen Elemente haben eine große Tendenz, Elektronen von ihrem letzten Energieniveau (Valenzschicht) zu spenden, da ihre Ionisationsenergie im Verhältnis zu den anderen Elementen so niedrig ist.

Wenn man das weiß, könnte jedes metallische Element als ein Kation betrachtet werden, das mit dem Elektron seines letzten Energieniveaus verbunden ist, das eher zum Spenden neigt.

Als ein Metall mit einer großen Anzahl von Atomen, die miteinander verbunden sind, kann davon ausgegangen werden, dass das Metall eine Gruppe von Metallkationen bildet, die in einer Art Meer von Valenzelektronen eingetaucht sind, die einen großen Delokalisierung haben.

Während die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen dem Kation (positive Ladung) und Elektronen (negative Ladung) haben Metallatome Delokalisierung der Valenzelektronen stark wähnt gebunden verhalten, als ein elektrostatischer Klebstoff verbunden beibehält zu den Metallkationen.

Somit kann gefolgert werden, dass je größer die Anzahl der Elektronen in der Valenzschale eines Metalls, diese Spezies elektro Klebstoff eine größere Festigkeit haben wird.

Eigenschaften

Die Theorie der Elektronen Meer stellt ein einfache auf die Eigenschaften der Metallspezies, wie Festigkeit, Leitfähigkeit, Duktilität und Formbarkeit, der aus einem Metall zu einer anderen Erklärung variiert.

Es wurde entdeckt, dass der Widerstand, der Metallen verliehen wird, auf der großen Delokalisierung ihrer Elektronen beruht, die eine sehr hohe Kohäsionskraft zwischen den Atomen erzeugt, die sie bilden.

Auf diese Weise ist die Dehnbarkeit als die Fähigkeit bestimmter Materialien bekannt, die Verformung ihrer Struktur zu erlauben, ohne genug nachzugeben, wenn sie bestimmten Kräften ausgesetzt ist.

Offshoring in Form von Schichten

Sowohl Duktilität und Formbarkeit aus Metall werden durch die Tatsache bestimmt, daß die Valenzelektronen in alle Richtungen in Schichten delokalisiert werden, was bewirkt, dass sie übereinander gegen die Wirkung einer äußeren Kraft bewegen, das Brechen der Metallstruktur vermeiden, aber ihre Verformung zulassen.

In ähnlicher Weise ermöglicht die Bewegungsfreiheit der delokalisierten Elektronen, dass ein elektrischer Strom fließen kann, wodurch die Metalle eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen.

Darüber hinaus ermöglicht dieses Phänomen der freien Elektronenbewegung der Impulsübertrag zwischen den Bereichen des Metalls, welche die Wärmeübertragung fördert und macht Metalle mit hoher thermischer Leitfähigkeit auszudrücken.

Theorie des Elektronenmeeres in metallischen Kristallen

Kristalle sind feste Substanzen, die physikalische und chemische Eigenschaften - wie Dichte, Schmelzpunkt und Härte - haben, die durch die Art von Kräften bestimmt werden, die die Teilchen dazu bringen, zusammen zu bleiben.

In gewisser Weise wird angenommen, dass die Kristalle vom Metalltyp die einfachsten Strukturen aufweisen, da jeder "Punkt" des Kristallnetzwerkes von einem Atom des Metalls selbst besetzt worden ist.

In diesem Sinne wurde festgestellt, dass die Struktur der Metallkristalle im Allgemeinen kubisch ist und sich auf die Flächen oder den Körper konzentriert.

Diese Spezies können jedoch auch hexagonal geformt sein und eine ziemlich kompakte Packung aufweisen, die ihnen die enorme Dichte verleiht, die charakteristisch ist.

Aus diesem strukturellen Grund unterscheiden sich die Bindungen, die in den metallischen Kristallen gebildet werden, von denen, die in den anderen Arten von Kristallen auftreten. Überall in der kristallinen Struktur sind Elektronen, die Bindungen bilden können, delokalisiert, wie oben erläutert.

Nachteile der Theorie

In den metallischen Atomen gibt es eine kleine Menge Valenzelektronen im Verhältnis zu ihren energetischen Niveaus; das heißt, es gibt eine größere Anzahl verfügbarer Energiezustände als die Anzahl der verbundenen Elektronen.

Dies impliziert, dass Elektronen, da sie eine starke elektronische Delokalisierung aufweisen, und auch Energiebänder, die teilweise gefüllt sind, sich durch die netzförmige Struktur bewegen können, wenn sie einem von außen kommenden elektrischen Feld ausgesetzt werden und dabei den Ozean von Elektronen bilden das unterstützt die Durchlässigkeit des Netzwerks.

So wird die Vereinigung von Metallen als Konglomerat von positiv geladenen Ionen interpretiert, die durch ein Elektronenmeer (negativ geladen) gekoppelt sind.

Es gibt jedoch Eigenschaften, die nicht durch dieses Modell erklärt werden, wie beispielsweise die Bildung bestimmter Legierungen zwischen Metallen mit spezifischen Zusammensetzungen oder die Stabilität von kollektiven Metallbindungen.

Diese Nachteile werden durch die Quantenmechanik erklärt, da sowohl diese Theorie als auch viele andere Ansätze basierend auf dem einfachsten Modell eines einzelnen Elektrons etabliert wurden, während versucht wurde, viel komplexere Strukturen von multielektronischen Atomen anzuwenden.

Referenzen

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