Enlace metálico en sodio
Los metales tienden a tener altos puntos de fusión y puntos de ebullición que sugieren fuertes enlaces entre los átomos. Incluso un metal como el sodio (punto de fusión 97.8 ° C) se funde a una temperatura considerablemente más alta que el elemento (neón) que lo precede en la Tabla Periódica.
El sodio tiene la estructura electrónica 1s22s22p63s1
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. Cuando los átomos de sodio se unen, el electrón en el orbital atómico 3s de un átomo de sodio comparte espacio con el electrón correspondiente en un átomo vecino para formar un orbital molecular, de la misma manera que se forma un enlace covalente.
La diferencia, sin embargo, es que cada átomo de sodio está siendo tocado por otros ocho átomos de sodio, y el intercambio se produce entre el átomo central y los orbitales 3s en los otros ocho átomos. Y cada uno de estos ocho es a su vez tocado por ocho átomos de sodio, que a su vez son tocados por ocho átomos, y así sucesivamente, hasta que haya absorbido todos los átomos en esa masa de sodio.
Todos los orbitales 3s en todos los átomos se superponen para dar una gran cantidad de orbitales moleculares que se extienden sobre toda la pieza de metal. Tiene que haber un gran número de orbitales moleculares, por supuesto, porque cualquier orbital solo puede contener dos electrones.
Los electrones pueden moverse libremente dentro de estos orbitales moleculares, por lo que cada electrón se desprende de su átomo original. Se dice que los electrones están deslocalizados. El metal se mantiene unido por las fuertes fuerzas de atracción entre los núcleos positivos y los electrones deslocalizados.
Esto a veces se describe como “una serie de iones positivos en un mar de electrones”.
Si va a utilizar esta vista, ¡tenga cuidado! ¿Está un metal hecho de átomos o iones? Está hecho de átomos.
Cada centro positivo en el diagrama representa todo el resto del átomo aparte del electrón externo, pero ese electrón no se ha perdido; puede que ya no tenga un vínculo con un átomo en particular, pero todavía está allí en la estructura. Por lo tanto, el metal de sodio se escribe como Na, no como Na
+
.
Unión metálica en magnesio
Si trabajas con el mismo argumento con el magnesio, terminas con enlaces más fuertes y, por lo tanto, un punto de fusión más alto.
El magnesio tiene la estructura electrónica externa 3s2
. Ambos electrones se deslocalizan, por lo que el “mar” tiene el doble de densidad de electrones que el sodio. Los “iones” restantes también tienen el doble de carga (si va a utilizar esta vista particular del enlace de metal), por lo que habrá más atracción entre los “iones” y el “mar”.
De manera más realista, cada átomo de magnesio tiene 12 protones en el núcleo en comparación con el sodio 11. En ambos casos, el núcleo se filtra de los electrones deslocalizados por la misma cantidad de electrones internos: los 10 electrones en el 1s22s22p6
orbitales
Eso significa que habrá una extracción neta del núcleo de magnesio de 2+, pero solo 1+ del núcleo de sodio.
Entonces, no solo habrá una mayor cantidad de electrones deslocalizados en magnesio, sino que también habrá una mayor atracción para ellos desde los núcleos de magnesio.
Los átomos de magnesio también tienen un radio ligeramente más pequeño que los átomos de sodio, por lo que los electrones deslocalizados están más cerca de los núcleos. Cada átomo de magnesio también tiene doce vecinos cercanos en lugar de ocho de sodio. Ambos factores aumentan la fuerza del vínculo aún más.
El enlace metálico en metales fundidos.
En un metal fundido, el enlace metálico todavía está presente, aunque la estructura ordenada se ha roto. El enlace metálico no se rompe completamente hasta que el metal hierve. Eso significa que el punto de ebullición es en realidad una mejor guía para la resistencia del enlace metálico que el punto de fusión. Al derretirse, el vínculo se afloja, no se rompe. Entonces, ¿por qué la temperatura de fusión de Mg es mayor que Na?
