15 Ejemplos de Enlace Metálico

«Enlace metálico» es un término utilizado para describir el intercambio colectivo de un mar de electrones de valencia entre varios iones metálicos cargados positivamente. La unión metálica es un tipo de unión química y es responsable de varias propiedades características de los metales, como su brillo brillante, su maleabilidad y su conductividad para el calor y la electricidad.

En algunas muestras de metal se pueden observar enlaces tanto metálicos como covalentes. Por ejemplo, los átomos de galio unidos covalentemente tienden a formar estructuras cristalinas que se mantienen juntas a través de enlaces metálicos. El ion mercurioso también exhibe enlaces metálicos y covalentes.

Los factores que afectan la fuerza de un enlace metálico incluyen:

  • Número total de electrones deslocalizados.
  • Magnitud de la carga positiva sostenida por el catión metálico.
  • Radio iónico del catión

Ejemplos de enlace Metálico

  1. Enlaces en los átomos de Plata (Ag).
  2. Enlaces en los átomos de Oro (Au).
  3. Enlaces en los átomos de Cadmio (Cd).
  4. Enlaces en los átomos de Hierro (Fe).
  5. Enlaces en los átomos de Níquel (Ni)
  6. Enlaces en los átomos de Mercurio
  7. Enlaces en los átomos de Galio
  8. Enlaces en los átomos de Aluminio
  9. Enlaces en los átomos de Titanio
  10. Enlaces en los átomos de Zinc
  11. Enlaces en los átomos de Cobre
  12. Enlaces en los átomos de Cobalto
  13. Enlaces en los átomos de Plomo
  14. Enlaces en los átomos de Iridio
  15. Enlaces en los átomos de Platino

Los enlaces metálicos no se rompen cuando el metal se calienta en estado fundido. En cambio, estos enlaces se debilitan, lo que hace que la matriz ordenada de iones metálicos pierda su estructura rígida definida y se vuelva líquida. Sin embargo, estos enlaces se rompen por completo cuando el metal se calienta hasta su punto de ebullición.

Propiedades atribuidas por la unión metálica

Los enlaces metálicos imparten varias propiedades importantes a los metales que los hacen comercialmente deseables. Algunas de estas propiedades se describen brevemente en esta subsección.

    Conductividad eléctrica

    La conductividad eléctrica es una medida de la capacidad de una sustancia para permitir que una carga se mueva a través de ella. Dado que el movimiento de los electrones no está restringido en el mar de electrones, cualquier corriente eléctrica que pase a través del metal lo atraviesa, como se ilustra a continuación.

    Conductividad eléctrica debido a enlaces metálicos

    Cuando se introduce una diferencia de potencial en el metal, los electrones deslocalizados comienzan a moverse hacia la carga positiva. Esta es la razón por la que los metales son generalmente buenos conductores de corriente eléctrica.

    Conductividad térmica

    La conductividad térmica de un material es una medida de su capacidad para conducir / transferir calor.Cuando se calienta un extremo de una sustancia metálica, aumenta la energía cinética de los electrones en esa área. Estos electrones transfieren sus energías cinéticas a otros electrones en el mar a través de colisiones.

    Cuanto mayor sea la movilidad de los electrones, más rápida será la transferencia de energía cinética. Debido a los enlaces metálicos, los electrones deslocalizados son muy móviles y transfieren el calor a través de la sustancia metálica al chocar con otros electrones.

    Maleabilidad y ductilidad

    Cuando un cristal iónico (como un cristal de cloruro de sodio) se golpea con un martillo, se rompe en muchos pedazos más pequeños. Esto se debe a que los átomos de los cristales se mantienen juntos en una red rígida que no se deforma fácilmente. La introducción de una fuerza (del martillo) hace que la estructura del cristal se fracture, lo que resulta en la rotura del cristal.

    En el caso de los metales, el mar de electrones en el enlace metálico permite la deformación de la red. Por lo tanto, cuando los metales se golpean con un martillo, la celosía rígida se deforma y no se fractura. Es por eso que los metales se pueden batir en láminas delgadas. Dado que estas celosías no se fracturan fácilmente, se dice que los metales son muy dúctiles.

    Lustre metálico

    Cuando la luz incide sobre una superficie metálica, la energía del fotón es absorbida por el mar de electrones que constituyen el enlace metálico. La absorción de energía excita a los electrones, aumentando sus niveles de energía. Estos electrones excitados regresan rápidamente a sus estados fundamentales, emitiendo luz en el proceso. Esta emisión de luz debida a la desexcitación de electrones atribuye un brillo metálico brillante al metal.

    Altos puntos de fusión y ebullición

Como resultado de un poderoso enlace metálico, la fuerza de atracción entre los átomos de metal es bastante fuerte. Para superar esta fuerza de atracción, se requiere una gran cantidad de energía. Esta es la razón por la que los metales tienden a tener altos puntos de fusión y ebullición. Las excepciones a esto incluyen zinc, cadmio y mercurio (explicado por sus configuraciones electrónicas, que terminan con ns2).

El enlace metálico puede conservar su fuerza incluso cuando el metal está en estado fundido. Por ejemplo, el galio se derrite a 29,76oC pero hierve solo a 2400oC. Por tanto, el galio fundido es un líquido no volátil.

¿Cuál es la diferencia entre la unión metálica y la unión iónica?

Los enlaces iónicos implican la transferencia de electrones entre dos especies químicas. Surgen de una diferencia en las electronegatividades de los átomos enlazados. Por otro lado, los enlaces metálicos se forman cuando una red rígida y definida de cationes metálicos comparte un mar de electrones de valencia deslocalizados. Sin embargo, ambos tipos de enlaces implican fuerzas de atracción electrostáticas.

Explicación del modelo del mar de electrones

Debido a la baja energía de ionización, los electrones de valencia de los metales están débilmente unidos dentro del átomo. Los orbitales medio llenos similares de metales adyacentes pueden superponerse entre sí en el cristal metálico.

Los electrones débilmente enlazados pueden moverse libremente en estos orbitales para deslocalizar a través de todo el cristal. Por lo tanto, los iones metálicos positivos se unen debido a su fuerza electrostática entre los iones positivos vecinos para los electrones deslocalizados. Los iones positivos se sumergen en el mar de electrones. Es por eso que este modelo se conoce como modelo del mar de electrones.

Ejemplo    

El sodio tiene un electrón de valencia. Este electrón puede deslocalizarse a través del cristal metálico para formar el enlace metálico. Y el átomo de sodio positivo sumergido en el mar de electrones deslocalizados.