Lotura metaliko

Lotura metalikoa lotura kimiko mota bat da positiboki kargatutako ioien eta konduzkio elektroien (zeinak deslekututako elektroien elektroi hodei bat sortzen duten) erakarpen elektrostatikoetatik sortzen dena. Deskripzio posible bat izango litzateke elektroi libreen partekatzea ematen dela positiboki kargaturiko ioien (katioi metalikoen) egitura hirudimentsional batean. Lotura metalikoaren ondorioz sortutako propietate fisikoak, besteak beste deformagarritasuna, eroale elektrikoa, bero garraiatzaile zein bero erresistentzia handia izatea, opakoa izatea eta distira metalikoa edukitzea dira.

Hala ere, metal batek sor ditzakeen lotura kimikoak, lotura metalikoaz gain, ugariak dira (lotura ionikoa zein kobalentea), metala egoera puruan azaldu arren. Adibidez, galioak (Ga) lotura kobalenteak sortzen ditu bi atomoren artean, egoera solido zein likidoan.

Historia

Kimika zientzia bezala lantzen hasi zen momentutik, argi geratu zen taula periodikoko elementu gehienak metalak direla, horrela, azidoekin erreakzionatuta sortzen diren gatzen ikerketan ere aurrerapauso garrantzitsua eman zen. Elektrokimika garatzen hasi zen ahala, metalak disoluzioetan katioi eran (positiboki kargatutako ioi moduan), azaltzen zirela ikusi zen eta honek serie elektrokimikoen zein oxidazio erreakzioen jatorria azaltzen lagundu zuen.

Metalak ioi positibo bezala (katioi) eta elektroiek sortutako elektroi hodeia.

Taula periodikoa. Urdinez adierazita, bertan dauden metalak.

Mekanika kuantikoa kimikaren munduan garatzen hasi zenean, metalak aztertzerakoan, elektroi askeen teoria azaldu zen, zeinek azaltzen duen elektroi hodeien agerpena eta beraien portaera lotura metalikoetan.

Lotura metalikoaren izaera

Lotura metalikoa bi dimentsiotan

Grafenoa esate baterako, bi dimentsiotako lotura metalikoaren adibide bat da. Lotura hori konposatu aromatikoen (bentzenoa, naftalenoa...) eraztuneko loturen antzekoa da.

Lotura metalikoa hiru dimentsiotan

Esan bezala, lotura metalikoan hainbat metal atomo elkartzen dira elektroiak elkarbanatuz. Atomo hauek hiru dimentsioetan kokatzeko aukera ezberdinak daude eta kokapen mota ezberdin horiei paketatze esaten zaie. Paketatzeak sinpleak edo trinkoak izan daitezke, bestalde, atomoek hartzen duten kokapen hirudimentsionalaren arabera, paketatzea ere ezberdin izendatzen da. Bi deskribapen hauen arabera azaltzen da metalek izango duten paketatze mota.

Elektroi hodeiak sortutako propietateak

Aipatu bezala, metalen arteko loturak sortzean, elektroi hodei baten sorrera ematen da. Elektroi hodei honek berak ematen dizkie metalei beraien propietate bereizgarrienak. Propietate hauek, esan bezala, eroankortasuna eta deformagarritasuna dira.

Eroankortasuna

Metalek haien artean loturak egiterakoan sortutako elektroi hodeia, izenak dioen bezalaxe, elektroi deslekutuz osatutako elektroi multzo bat da. Metal bakoitzak lotura osatzeko erabilitako elektroiak dira hauek. Elektroi hodeiek, metalei eroaleak izateko gaitasuna ematen diete, izan ere, karga elektriko bat ezartzen badiogu metalari, hau da, elektroi fluxu bat ezartzen badiogu metalari, elektroi hodeieko elektroiak mugiaraziko ditu eta karga transferentzi bat burutuko du metalak. Era sinple batean esanda, matalari ezarritako kanpo karga bateko elektroiek, metalen elektroi hodeiean dauden elektroiak bultzatzen dituzte elektroi fluxu bat sorraraziz.

Deformagarritasuna

Metalak deformagarriak direla esatean, metal baten itxura aldatzea posiblea dela esaten da. Metala hautsi gabe, bere itxura alda daiteke kubo forma duen metal zati bati xafla itxura ematea posible da edo metal zati berari hari itxura ematea. Metalen deformagarritasuna, elektroi hodeiaren ondorioz sortutako propietatea da, non, metala defromatzerakoan, elektroi hodeia mugitu egiten den, malgutasun handiarekin, eta metala haustea ekiditen den.

Beraz, elektroi hodeia mugikorra izateak (metalak sortutako sarean) ematen dizkio metalari porpietate hauek.

Erradio metalikoa

Erradio metalikoa lotura metalikoa osatzen duten bi ioi metalikoren artean dagoen distantziaren erdia da. Erradioa zenbait faktoreren menpe dago, hala nola, atomoaren izaera edo ingurunea (bereziki koordinazio zenbakia da faktorerik garrantzitsuenetakoa, tenperaturaren eta aplikatutako presioaren eraginpean dagoena).

Erradioa orokorrean, salbuespenak salbuespen, periodoetan ezkerraldera joan ahala handitzen da karga nuklear eraginkorra txikitzearen eraginez, eta taldeetan behera handitzen da zenbaki kuantiko nagusia handiagotzearen ondorioz.

Loturaren sendotasuna

Metalen kasuan, orokorrean, atomoen arteko erakarpen indarra sendoa da, eta beraz, lotura hori apurtzeko energia handia beharko dugu. Horren ondorioz, metalek normalean irakite-puntu altua izaten dute (wolframioaren irakite-puntua adibidez 5838Ktakoa da). Atomoak elkarren artean hain gertu egotearen ondorioz, nukleoek eta dagozkien hodei elektronikoek elkarren artean interkazionatzen dute, paketatze hirudimentsional bat sortuz, eta horrenbestez, hodei elektronikoek nukleoak inguratuz. Honen ondorioz geratzen diren elektroi libre horiek lotura metalikoaren propietate askoren erantzule izango dira.

Galioa adibidez, fusio-puntu baxua duen metala da (giro tenperaturan urtzen da) baina bere irakite-tenperatura orokorrean altua da (galio likidoa ez da batere lurrunkorra). Irakite-tenperatura altu hori lotura metaliko sendoarengatik da.

Disolbagarritasuna eta konposatuen formazioa

Metalak disolbaezinak dira uretan nahiz disolbatzaile organikoetan, errakzio bat jasan ezean. Orokorrean, erreakzioa hauek oxidazio erreakzioak izaten dira, non lotura metalikoak hausten diren.

Metalak, orokorrean, euren artean disolbatzen dira eta euren metal izaera mantentzen dute. Esaterako, urrea oso erraz disolbatzen da merkurioaren eraginpean; giro tenperaturan ere. Metalak solidoak direnean, disolbagarritasuna ezberdina izan daiteke kasu askotan. Metalen egiturak berdinak badira, disolbatu egingo dira aleazioak osatuz (hau metalurgiaren oinarririk garrantzitsuena da).

Propietate optikoak

Karga mugikorren presentziak dira propietate optikoen erantzule. Horretarako elektroiak talde kolektibo bezala ulertu behar dira eta ez lotura kobalenteak eratzen dituzten partikula hutsak bezala, elektroi hodei delakoak osatzen dituzte.

Argia, esaterako, eremu elektriko nahiz magnetikoaren arteko konbinazioa da. Eremu elektrikoa metalaren elektroiekin kontaktuan jartzean, argia osatzen duten fotoi gehienak ez dira gai metalaren barrura asko murgiltzeko eta islatuak izaten dira, beste batzuk absorbituak izaten dira, eta absortzio hori espektro ikuskorrean topa daiteke. Horren ondorioz metalak orkorrean disdiratsuak izan ohi dira. Absorbitutako eta islatutako fotoien balantzeak determinatuko du metalaren txuritasuna nahiz gristasuna. Adibidez, zilarra, oso eroale den metala, txurienetakoa da.

Hala ere, egon badaude kasu bereziak. Nabarmenenak kuprearen kolore gorrixka eta urrearen kolore horixkak dira. Horren arrazoia, argiaren frekuentziaren gainetik dagoen plasmoi frekuentzian dago. Izan ere, bi metal hauen elektroiak frekuentzia horiei erantzun diezaiokete, eta horrek fotoiak islatuak ez izatea eragiten du, metalaren ohiko koloreetatik at geldituz.