Théorie de la mer des principes fondamentaux et propriétés

La Théorie de la mer d'électrons C'est une hypothèse qui explique un phénomène chimique exceptionnel qui se produit dans les liaisons métalliques entre les éléments à faibles électronégativités. Ceci est le partage d'électrons entre différents atomes unis à travers des liaisons métalliques.

La densité électronique entre ces liaisons est telle que les électrons sont relocalisés et forment une "mer" où ils se déplacent librement. Il peut également être exprimé par la mécanique quantique: certains électrons (il y en a généralement un à sept par atome) sont disposés en orbitales avec plusieurs centres qui sont étirés par la surface métallique.

De plus, les électrons conservent un certain emplacement dans le métal, bien que la distribution de probabilité du nuage électronique ait une plus grande densité autour de certains atomes spécifiques. En effet, lorsqu'un courant spécifique est appliqué, ils manifestent leur conductivité dans une direction spécifique.

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Principes fondamentaux de la théorie de la mer d'électrons

Les éléments métalliques ont une grande tendance à donner des électrons de leur dernier niveau d'énergie (couche de valence), en raison de leur faible énergie d'ionisation par rapport aux autres éléments.

Sachant cela, chaque élément métallique pourrait être considéré comme un cation lié à l'électron de son dernier niveau d'énergie, qui serait plus enclin à faire un don.

Comme dans un métal, il y a un grand nombre d'atomes qui sont liés les uns aux autres, on peut supposer que ce métal forme un groupe de cations métalliques qui sont plongés dans une sorte d'électrons de valence qui ont une grande relocalisation.

Étant donné que les forces d'attraction électrostatique entre le cation (charge positive) et l'électron (charge négative) ont fortement les atomes du métal lié, imaginez la relocalisation des électrons de valence se comportant comme un adhésif électrostatique qui conserve lié aux cations métalliques.

De cette façon, on peut en déduire que plus le nombre d'électrons présents dans la couche de Valence d'un métal, ce type d'adhésif électrostatique, aura une plus grande force.

Propriétés

La théorie de la mer des électrons offre une explication simple aux caractéristiques des espèces métalliques telles que la résistance, la conductivité, la ductilité et la malléabilité, qui varient d'un métal à l'autre.

Il a été découvert que la résistance conférée aux métaux est due à la grande relocalisation de leurs électrons, ce qui génère une force de cohésion très élevée entre les atomes qui le forment.

De cette façon, la ductilité est connue comme la capacité de certains matériaux à permettre la déformation de leur structure, sans donner suffisamment pour se casser, lorsqu'ils sont soumis à certaines forces.

Délocalisation sous forme de couches

La ductilité et la malléabilité d'un métal sont déterminées par le fait que les électrons de Valencia sont démoqués dans toutes les directions sous forme de couches, ce qui les fait se déplacer mutuellement avant l'action d'une force extérieure, en évitant la dégradation de la structure du métal mais en permettant sa déformation.

De même, la liberté de mouvement des électrons délocalisés permet à un flux de courant électrique, ce qui fait que les métaux ont une très bonne conductivité électrique.

De plus, ce phénomène de mouvement libre d'électrons permet le transfert d'énergie cinétique entre les différentes régions métalliques, ce qui favorise la transmission de la chaleur et fait manifester les métaux une excellente conductivité thermique.

Théorie de la mer des électrons dans les cristaux métalliques

Les cristaux sont des substances solides qui ont des propriétés physiques et chimiques - comme densité, de fusion et de dureté - qui sont établies par le type de forces qui font que les particules qui les composent sont maintenues ensemble.

D'une certaine manière, il est considéré que les cristaux métalliques ont les structures les plus simples, car chaque "point" du réseau de verre a été occupé par un atome du métal lui-même.

Dans ce même sens, il a été déterminé que la structure des cristaux métalliques est généralement cubique et se concentre sur les visages ou le corps.

Cependant, ces espèces peuvent également avoir une forme hexagonale et avoir un emballage assez compact, ce qui leur donne cette énorme densité qui en est caractéristique.

Pour cette raison structurelle, les liens formés dans des cristaux métalliques sont différents de ceux qui se produisent dans d'autres classes de cristaux. Tout au long de la structure cristalline, les électrons qui peuvent former des liaisons, comme expliqué ci-dessus, sont précédemment expliqués.

Inconvénients de la théorie

Dans les atomes métalliques, il y a une petite quantité d'électrons de valence proportionnellement à leur niveau d'énergie; C'est-à-dire qu'il y a une plus grande quantité d'états d'énergie disponibles que la quantité d'électrons liés.

Cela implique que, comme il existe une forte relocalisation électronique et également des bandes d'énergie qui ont partiellement rempli, les électrons peuvent se déplacer à travers la structure réticulaire lorsqu'elles sont soumises à un champ électrique de l'étranger, en plus de former l'océan électronique qui admet la perméabilité de le réseau.

L'union des métaux est donc interprétée comme un conglomérat d'ions positifs couplé par une mer d'électrons (charge négative).

Cependant, il existe des caractéristiques qui ne sont pas expliquées à travers ce modèle, telles que la formation de certains alliages entre les métaux avec des compositions spécifiques ou la stabilité des liaisons métalliques collectives, entre autres.

Ces inconvénients s'expliquent par la mécanique quantique, car cette théorie et de nombreuses autres approches ont été établies sur la base du modèle le plus simple d'un seul électron, tout en essayant de postuler dans des structures beaucoup plus complexes d'atomes multilectroniques.

Les références

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