Кристаллохимические закономерности в Периодической системе элементов Д.И.Менделеева. Простые вещества. Кузьмичева Г.М. - 4 стр.

                            5                                                                  6
            Характеристика металлической связи                 электро- и теплопроводности металлов и ряда других свойств.
                                                                    Современная     теория    металлического     состояния
   В металлах действуют металлические связи. Со                основана на представлении об энергетических зонах в
структурной      точки     зрения    металлическая     связь   кристалле металла. Из квантово-механических законов
ненаправленная и ненасышенная и характеризуется                следует, что при сближении одинаковых атомов их
большими координационными числами.                             равноценные по энергии уровни претерпевают изменения:
   Одной из первых теорий металлического состояния была        расщепляются на близкие по энергии уровни, относящиеся
теория    Друде-Лорентца,     согласно   которой     металл    теперь ко всей совокупности атомов. Такого типа перестройка
рассматривался как совокупность положительно заряженных        энергетических уровней происходит как при образовании
остовов M+, погруженных в отрицательно заряженный              молекул,    где первоначально равноценные атомные
"электронный газ". Возможность такого состояния вещества       энергетические    уровни    превращаются     в    несколько
определяется       относительно      низким       значением    делокализованных молекулярных уровней, так и в процессе
ионизационного потенциала металлов, вследствие чего            кристаллизации. В последнем случае атомный уровень
электроны легко отщепляются от атомных остовов, попадая в      расщепляется на N близко расположенных энергетических
поле соседних атомов. Высокий градиент потенциала у            уровней, образующих так называемую "энергетическую" зону
поверхности металла препятствует уходу электронов за его       (зону Бриллюэна), делокализованную по кристаллу в целом.
пределы.                                                       Электроны, принадлежащие к такой зоне, могут с равной
   Устойчивость взаимного расположения атомов в металле        вероятностью находиться в любой точке кристалла.
по теории Друде-Лорентца обеспечивается тем стягивающим             В энергетической зоне могут расположиться 2N
действием, которое оказывает квазисвободный газ на             электронов с попарно-противоположными спинами. В
положительно заряженные остовы атомов. Из этого                зависимости от разницы энергий последовательных уровней в
положения вытекает важное структурное следствие:               исходных атомах и ширины возникающих энергетических
металлическая связь сама по себе не накладывает                зон, соседние зоны кристалла могут быть разделены
ограничений ни на взаимное расположение атомов, ни на          "запрещенными областями" той или иной ширины, или же
количество или природу непосредственно соприкасающихся         они могут перекрываться, т. е. фактически образовать одну
соседей. В этом она существенно отличается от ковалентной и    общую, более широкую зону (Рис. 1).
ионной. Первая накладывает строгие ограничения на                   В целом вся эта перестройка относится прежде всего к
количество связей и углы между ними, вторая требует, чтобы     валентным и последующим уровням. Внутренние электроны
каждый ион был окружен ионами противоположного знака.
Эта теория дает ключ к пониманию структурных
особенностей кристаллов и простое объяснение высокой