No existe un modelo que explique de forma convincente como se unen los átomos de los metales.

• Existen dos modelos o teorías :– Modelo del mar (o gas) de electronesModelo del mar (o gas) de electrones– Modelo de bandasModelo de bandas

TEORÍAS O MODELOS DEL ENLACE METÁLICO.

Modelo del mar (o gas) de electronesModelo del mar (o gas) de electrones

Basado en la intuición más que en conocimientos científico, se fundamenta en las siguientes hipótesis:

Los átomos metálicos pierden los electrones de la capa de valencia cargándose positivamente

Los cationes forman una red tridimensional ordenada y compacta cuya estructura depende en gran medida del tamaño de los cationes.

Los electrones liberados pertenecen a toda la red, rodean a los cationes como un mar o gas neutralizando la carga positiva.

Los electrones se mueven libremente deslocalizados dentro de la red cristalina de cationes y no pueden escapar debido a la atracción electrostática.

Este modelo justifica: Elevadas conductividades (eléctrica y térmica) Efectos de emisión (efecto fotoeléctrico) Características especiales de moldeo de los metales al aplicar fuerzas

(ductilidad y maleabilidad).

Modelo de bandasModelo de bandas

Se basa en la mecánica cuántica y la aplicación de la teoría de orbitales moleculares por la cual al enlazarse los átomos se forman tantos orbitales moleculares como orbitales atómicos.

Se considera el enlace metálico como un caso extremo del enlace covalente, en el que los electrones de valencia son compartidos de forma conjunta y simultánea por todos los cationes.

Se combinan los orbitales atómicos de igual energía y se forman dos bandas formadas por orbitales moleculares de muy parecida energía, una de menor energía formada por los orbitales moleculares enlazantes (banda de valencia) y la otra de mayor energía por los antienlazantes (banda de conducción).

Los electrones llenan los orbitales en orden creciente de energía, pero al estar muy próximos pueden ocupar cualquier posición dentro de la banda.

Banda de conducción

Banda de valencia

E

conductor semiconductor aislante

Este modelo explica el comportamiento eléctrico de estas sustancias:

SUSTANCIAS CONDUCTORAS.SUSTANCIAS CONDUCTORAS.

La banda de valencia se solapa energéticamente con la banda de conducción vacía, los electrones están prácticamente libres para conducir la corriente eléctrica.

SUSTANCIAS SEMICONDUCTORAS.SUSTANCIAS SEMICONDUCTORAS.

Las bandas no se solapan , existe una zona intermedia denominada banda prohibida, pero el ∆E entre las bandas es pequeño, y el salto es posible .

SUSTANCIAS AISLANTES.SUSTANCIAS AISLANTES.

La banda prohibida es tan ancha y el ∆E tan alto que ningún electrón puede saltarla. La banda de conducción está siempre vacía y no existe movilidad eléctrica.

Propiedades de los compuestos metálicos.

• La mayoría son sólidos en estado natural. Excepto el mercurio, cesio y francio que son líquidos.

• Tienen, en general, altos P. F. y P. E. Dependiendo de la estructura de la red.

• Son buenos conductores debido a la deslocalización de los electrones. Si se aplica el modelo de bandas, puede suponerse que la banda vacía (de conducción está muy próxima a la banda en donde se encuentran los electrones de forma que con una mínima energía éstos saltan y se encuentran con una banda de conducción libre.

• Son dúctiles y maleables debido a que no existen enlaces con una dirección determinada. Si se distorsiona la estructura los electrones vuelven a estabilizarla interponiéndose entre los cationes.

Maleabilidad de un metal.

presión

• Conducen el calor debido la estructura compacta de los átomos que hace que las vibraciones en unos se transmitan con facilidad a los de al lado.

• Tienen un brillo característico debido a la gran cantidad de niveles muy próximos de energía. Esto hace que prácticamente absorban energía de cualquier “” longitud de onda de la luz visible e inmediatamente la emitan (reflejo y brillo).

• Pueden emitir electrones al recibir energía en forma de calor o de luz, efectos termiónico y fotoeléctrico.