Metale stanowią najliczniejszą grupę pierwiastków w układzie okresowym pierwiastków chemicznych.

Wśród pierwiastków metalicznych wyróżnić można:

• metale alkaliczne (1. grupa układu okresowego);

• metale ziem alkalicznych (2. grupa układu okresowego);

• pierwiastki bloku d;

• lantanowce i aktynowce;

• metale bloku p.

Łącznie w układzie okresowym występuje 86 pierwiastków metalicznych, w których wiązaniem chemicznym odpowiadającym za szereg właściwości tych metali jest wiązanie metalicznewiązanie metalicznewiązanie metaliczne. Oznacza to, że zarówno w czystej próbce miedzi, jak i próbce glinu jedynym wiązaniem jest wiązanie metaliczne. Warto nadmienić, że pojęcie wiązania metalicznego stosowane jest dla scharakteryzowania wiązania chemicznego, obecnego w stopach metalistopstopach metali (np. brąziebrązbrązie, mosiądzumosiądzmosiądzu). Poniżej przedstawiono przykłady obecności sieci metalicznej w różnych przedmiotach.

Wiązanie metaliczne jest słabsze niż wiązanie jonowe lub kowalencyjne. Energia wiązaniaenergia wiązaniaEnergia wiązania metalicznego mieści się w granicach od 1 eV do 8 eV w przeliczeniu na atom.

Przykład:

• 1. grupa, energia wiązania – 1 eV;

• 2. grupa, energia wiązania 1,5 – 2,0 eV;

• metale bloku d, energia wiązania 3 – 8 eV.

W tabeli poniżej podano wartości energii wiązania dla wybranych metali w jednostce $\left[\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}\right]$ oraz $\left[\frac{\mathrm{eV}}{\mathrm{atom}}\right]$.

Indeks górny Źródło: William D. Callister Jr. , David G. Rethwisch, Materials Science and Engineering: An Introduction, 8th Edition, USA 2009, p. 31. Indeks górny koniec^{Źródło: William D. Callister Jr. , David G. Rethwisch, Materials Science and Engineering: An Introduction, 8th Edition, USA 2009, p. 31.}

Siła wiązania metalicznego zależy od:

1. liczby elektronów ulegających delokalizacji – im więcej elektronów w chmurze elektronowej, tym wiązanie jest silniejsze. Metale przejściowe mogą zaangażować elektrony 3d w delokalizację, jak również 4s. Zatem wiązania w metalach przejściowych są silniejsze niż w metalach alkalicznych.

2. ładunku kationu – im wyższy, tym silniejsze przyciąganie między elektronami, które ulegają delokalizacji, a jonami metali. Jeśli weźmiemy pod uwagę takie pierwiastki, jak magnez i sód, to zauważymy, że magnez tworzy jony dwudodatnie, a sód jednododatnie. Zatem w magnezie występuje silniejsze oddziaływanie pomiędzy kationami a elektronami chmury elektronowej.

Na skutek delokalizacji elektronów sieć krystaliczna w metalach przyjmuje postać trójwymiarową. W węzłach sieci krystalicznej usytuowane są kationy metalu, natomiast elektrony chmury elektronowej poruszają się swobodnie pomiędzy kationami.

Słownik

Bibliografia

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, t. 1‑2 , Warszawa 2010.

Callister W, D., Rethwisch D. G., Materials Science and Engineering: An Introduction, 8th Edition, USA 2009.

Cox P. A., Chemia nieorganiczna. Krótkie wykłady, Warszawa 2012.

Taber K., Teaching Secondary Chemistry, 2nd Edition, London 2012.

Metlic Bonding, online: https://chem.libretexts.org/Courses/Northern_Alberta_Institute_of_Technology/CHEM1130_Principles_in_Chemistry_I/3%3A_Chemical_Bonding._Solubility/3.9%3A_Metallic_Bonding, dostęp: 11.05.2021.

Moebs W., Ling S. J., Sanny J., Wiązania w ciałach stałych [w:] Fizyka dla szkół wyższych, t. 3, 2018, online: https://cnx.org/contents/u2KTPvIK@4.5:zXYdgkJ4@3/9-3-Wi%C4%85zania-w-cia%C5%82ach-sta%C5%82ych, dostęp: 11.05.2021.