Металлическая связь. Кластеры

Планетарная модель строения атома по Э. Резерфорду

1. Атомы химических элементов имею сложное внутреннее строение

2. В центре атома находиться положительно заряженное ядро, занимающее ничтожную часть пространства внутри атома

3. Весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в ядре атома (масса электрона равна 1/1823 а.е.м.)

4. Вокруг ядра по замкнутым орбитам (как планеты вокруг солнца) движутся электроны, их число равно заряду ядра

5. Атом в целом электронейтрален

Обоснованием этой и более поздних моделей – атомные спектры и энергии ионизации атомов.

Ядро состоит из протонов (m_p=1836m_e~1,67*10^-27кг, p⁺¹, протон – атом водорода от которого отнят один электрон) нейтронов (m_n=1838 m_e, n⁰ нейтрон – элементарная незаряженная частица). Электрон (m_e=9.1*10^-28г, е = -1.6*10^-19Кл)

МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ - (масс-спектроскопия), метод исследования вещества путем определения спектра масс частиц, содержащихся в веществе, и их относительного содержания (распространенности). Универсальный аналитический метод, широко применяемый в физике, химии, биологии и др.

МАСС-СПЕКТРОМЕТР, прибор для разделения ионизованных атомов или молекул по их массам. Основан на воздействии электрических и магнитных полей на пучки ионов, движущихся в вакууме. Для регистрации ионных токов обычно используются усилители постоянного тока либо фотопластинки.

Металлическая связь – такая связь, при которой валентные электроны, осуществляющие хим. связь, принадлежат не двум или нескольким определенным атомам, а всему кристаллу металла. При этом валентные электроны способны свободно перемещаться по всему объему металла. Совокупность «свободных» электронов в металле – электронный газ.

Все металлы в тв состоянии имеют металлическую кристаллическую решетку. При ее образовании атомы сближаются до такой степени, что их вакантные орбитали начинают перекрываться. Валентный электрон при этом может относительно свободно перемещаться с орбитали своего атома на свободную и близкую по энергии орбитальь соседних атомов.

Металлическая связь характеризуется ненаправленностью. Это означает что в кристалле невозможно выделить пару атомов, связанных только друг с другом. Каждый атом в равной мере связан со всеми своими соседями по узлам кристаллической решетки. Вторая характеристика - ненасыщенность. Понятие валентности по отношению к металлам в простых в-вах неприменимо. Металлическая связь определяет физичесаие св-ва металлов: электропроводность, теплопроводность, пластичность, металлический блеск. Энергией металлической кристаллической решетки называют то количество энергии корое необходимо затратить на разрушение кристалла, содержащего 1 моль атомов данного металла.

Кластерные соединения. для d-элементов характерны соединения, в которых содержатся группировки из двух и большего числа непосредственно связанных друг с другом d-элементов. Такие группировки называются кластерами (от анг cluster грцппировка, гроздь, рой). Кластерные соединения делятся на 1) низшие галогениды и оксиды; 2) многоядерные карбониллы. Кластеры первого типа в основном образуются 4d- и 5d-элементами V-VII группы. (Nb и Ta, Mo и W, Tc и Re). Среди галогенидов найдены двух, трех и шестиядерные кластеры. Примером шестиядерного (октаэдрического) кластерного соединения является дихлорид молибдена MoCl₂(по даннным рентгеноструктурного анализа MoCl₂ отвечает формула [Mo₆Cl₈]Cl₄)

К двухядерным кластерам относятся ионы [Mo₂Cl₈]^4- и [Re₂X₈]^2- (X= Cl, Br, SCN). В кластерных галогенидах атомы d-эелемента используют в образовании связи М-М и М-Наl все свои валентные электроны независимо от степени окисления. Т.о. стремление к использованию всех своих валентных электронов на образование химических связей у 4d- и 5d-элементов осуществляется либо за счет образования соединений, в которых они проявляют высшую степень окисления, либо за счет образования кластерных соеднинений. Следовательно переход от метла к галогениду (или оксиду) не обязательно связан с разрушением всех связей между атомами металла и полной заменой их на связи металл-галоген.

Дата добавления: 2015-04-24