Legame metallico

Legame metallico

Il legame metallico è tipico dei metalli, rappresentando quasi ¾ degli elementi esistenti.

Proprietà metalliche

• Bassi valori di energia di ionizzazione e di affinità elettronica, con poco tendenza a formare legami atomici.
• Elevata conducibilità termica ed elettrica grazie alla mobilità degli elettroni.
• Effetto fotoelettrico e termoionico: emissione di elettroni da una superficie di un materiale, in particolare un metallo, irradiata con luce adatta (effetto fotoelettrico) o riscaldata (effetto termoionico).
• Duttilità: possibilità di essere ridotti in fili.
• Malleabilità: possibilità di essere ridotti in lamine.
• Proprietà ottiche: non trasparenza e lucentezza, per il potere di riflettere nei confronti della luce, opachi anche per spessori piccoli poiché assorbono con continuità le radiazioni visibili.
• Strutture cristalline compatte dove gli atomi, considerati come sfere, si “impacchettano” per lasciare il minor spazio vuoto possibile: ciascun atomo è legato da 8 atomi (reticolo cubico a corpo centrato) oppure 12 (reticolo cubico a facce centrate; reticolo esagonale compatto).

Il modello del legame metallico del mare di elettroni

• Tutti gli atomi metallici presenti nel campione forniscono i loro elettroni di valenza per formare un “mare di elettroni” delocalizzato in tutta la sostanza. Gli elettroni si spostano trasportando cariche elettriche.
• Gli ioni metallici (i nuclei con i loro elettroni interni) sono immersi in questo mare di elettroni in una disposizione ordinata.
• Gli elettroni di valenza sono condivisi tra tutti gli atomi della sostanza, uniti dalla mutua attrazione dei “cationi”.
• Il campione di metallo è tenuto insieme dal “mare” di elettroni di valenza. I metalli sono deformabili perché le cariche positive sono assorbite dalla carica di elettroni, rendendo il materiale lavorabile: si deforma ma non si rompe.

Il legame metallico secondo la teoria MO

La teoria delle bande, o teoria di Bloch, considera il cristallo metallico come una molecola gigante in cui gli orbitali atomici di valenza dei singoli atomi si sovrappongono per formare un insieme praticamente infinito di orbitali molecolari completamente delocalizzati che si estendono su tutto il reticolo (orbitali di Bloch). Il materiale non si rompe grazie alla protezione del mare di elettroni. In caso di slittamento senza preavviso (no snervamento), cariche uguali si toccano respingendosi.

Caso del cristallo di litio

Per il litio (Li), la configurazione elettronica è 1s²2s¹. Avvicinando due atomi di litio...