!اطلاعات اولیه
خواص ویژة فلزها و عددهای کوئوردینا سیون به نسبت بالای شبکة بلور فلزها,نشان می دهد که پیوند بین اتمهای فلزدرشبکه بلور با سایر پیوندهای شیمیایی تفاوت دارد.پیوند درشبکه بلور فلزی نمی تواند ازنوع یونی باشد زیرا تمام ذره ها درشبکه بلورفلزی یکسان اند فلزها درحالت جامد و مذاب جریان برق را ازخودعبورمی دهند درمقابل ضربه و فشار مقاوم اند.
!تعریف
بین اتمهای فلز درشبکه بلور پیوند ویژه ای وجود دارد که دراصطلاح پیوند فلزی نامیده می شود.
توجیه پیوند فلزی:
انرژی یونش فلزها نسبت به نافلزها به نسبت کمتر وتعداد اوربیتا لهای خالی لایة ظرفیت اتم آنها نسبت به تعداد الکترونهای لایه ظرفیت نیزکماست.ازاین رو,تعدادی از الکترونهای سست لایه ظرفیت اتم فلز,که دراصطلاح دریای الکترون فلزی نیز نامیده می شوند, با قیماندة اتمهای فلز را که دارای بارمثبت خواهند بود,فرامی گیرد.جاذبة الکتروستاتیک حاصل بین این ذره های مثبت فلزی و بارمنفی تودة ابرالکترونی آزادفلزی که سرتاسرشبکة بلور فلز را گرفته است عامل پیوند بین ذره های فلز محسوب می شود و اتصال ذره های فلز را در شبکه و انسجام بلورفلزی را تأمین می کند.چون چنین پیوندی دارای جهت خاصی نیست و ذره های فلز نیز جابجا شدن درداخل تودة ابرالکترون آزاد فلزی را در شبکة بلور دارند,ازاین رو, به روشنی می توان بسیاری ازخواص ویژة مکانیکی فلزها,مانند قابلیت چکش خواری,مفتول شدن,تورق و غیره راتوجیه کرد.
چگونه می توان خواص فلزها را با پیوند فلزی توجیه کرد؟
*رسانایی الکتریکی:جریان برق نتیجه جابجا یی الکترون است.وقتی دو سر سیم برق رابه یک تکه فلز متصل کنیم از قطب مثبت جریان تعدادی الکترون از فلزخارج می شود,این کمبود الکترونی بر الکترونهای غیرمستقر در فلزات اثرگذاشته به نوبة خود آنها را به سمت خودمی کشند.این امرباعث می شود که همان تعداد الکترون که از یک طرف خارج شده بود ازطرف دیگر واردشود و به این وسیله جریان الکتریسته انتقال یابد.
*رسانایی گرمایی:براثرگرم کردن فلز جنبش الکترونهای غیرمستقرافزایش می یابد و این جنبش ازیک گوشة فلزبه سایرقسمتهای آن منتقل می شود.
*درخشندگی و جلای فلزات:تابش نوربه سطح فلزباعث می شودکه الکترونهای غیرمستقردرسطح فلز برانگیخته شده و به ترازهای بالاتر انرژی بروند.بازگشت این الکترونها باعث می شود که امواج نورمرئی ازسطح فلز بازتابیده شود.در موردفلزات رنگین بازگشت الکترونها تنها طول موج معینی راکه مربوط به رنگ فلز است بازتاب می کند.
*پدیده های فوتوالکتریک و ترموالکتریک:وقتی انرژی کافی (نورانی یا گرمایی) به فلز داده شود برانگیخته شدن الکترون بدان حدمی رسد که الکترون از فلزجدا شود.هرگاه دستگاه مناسبی فراهم کنیم می توانیم الکنرون جدا شده را درمداربه جریان درآورده الکتریسته تولید کنیو.
*چکش خواری: وقتی ضربه ای به فلز وارد می شود یونهای مثبت در دریای بار منفی جابجا می شوند ولی دریای بارمنفی پیوستگی تکه فلز را حفظ می کند.
طول پیوند فلزی ,شعاع فلزی و انرژی پیوند فلزی:
درموردفلزها اصطلاح طول پیوند فلزی به فاصلة تعادلی بین هستة دواتم مجاور درشبکة بلور فلزها اطلاق می شود.برحسب قرارداد نصف طول پیوند فلزی را,شعاع فلزی می نامند که گاهی شعاع اتمی فلز نیز نامیده می شود.بایدتوجه داشت که شعاع فلزی به سیستم بلوری فلز وابستگی دارد.یعنی اگر فلزی درچند سیستم متمایز متبلور شود شعاع فلزی آن در سیستمهای گوناگون یکسان نخواهد بود.بررسی ها و محا سبه ها نشان داده است که هرچند عددکوئوردیناسیون اتم فلز درشبکه بلور بزرگترباشد طول شعاع فلزی آن افزایش می یابد.
با توجه به اینکه در پیوند فلزی برخلاف پیوندکوالانسی همپوشانی بین اوربیتا لهای دواتم صورت نمی گیردانتظارمی رودکه طل پیوندکوالانسی آن بیشترباشد که تجربه نیز چنین رویدادی را تأیید می کند.بدیهی است که شعاع فلزی نیز ازشعاع کوالانسی بزرگتر است.شعاع اتمی فلزقلیایی درهردوره نسبت به شعاع اتمی عنصرهای دیگرآن دوره به نسبت بزرگتراست.وپس ازفلزقلیایی خاکی درهردوره بویژه ازدورة چهارم به بعد اندازة شعاع اتمی به شدت کاهش می یابد.این کاهش شدید اندازه شعاع را باید ازیک طرف به بالا بودن سطح تراز S لایة ظرفیت اتم عنصرهای قلیایی خاکی و قلیایی و پایین بودن سطح ترازd لایه ظرفیت فلزهای واسطه و گسترده بودن اوربیتا لهای d دراین عنصر مسبت داد.زیرا به دلیل عمقی و گسترده بودن اوربیتا لهای d, ابر بار الکترونها درآنها گسترده است و اثر پوششی نا چیزی درمقابل تأثیر بار هستة اتم برلایه خارجی اتم اعمال می کنند.از این رو بر اثر بالا رفتن بیش ازحد انتظارمقدار بار مؤثرهستة اتم فلزهای واسطه اندازة شعاع آنها به شدت کاهش می یابد.روند تغییر اندازة شعاع ها درموردفلزهای واسطه هر دوره جا لب توجه وبرخلاف روند عادی آن درمورد تغییرشعاع عنصرهای اصلی در دوره هاست.البته این روندبه وضعیت الکترونی ویژة آنها بستگی دارد.با توجه به قابلیت انعطاف و تغییر شکل ناپذیری که نتیجة قابلیت تحرک پیوند فلزی است انتظار می رود که قدرت پیوند بین دواتم فلز دربلورفلزی ازقدرت پیوندکوالانسی بین دو اتم آن درحالت گازی کمتر باشد.اندازه گیری گرمای تفکیک نشان می دهد که انرژی مولی پیوند فلزی در شبکة بلور ازانرژی مولی تفکیک پیوندکوالانسی آن به صورت مولکول دواتمی بیشتر است. این رویداد را این طورمی توان توجیه کرد که پیوند فلزی به تعداد نامحدود درتمام راستا درشبکة بلور فلزی تشکیل می شود درصورتی که چنین وضعیتی درحالت گازی فلزها وجود ندارد.ازاین رو با وجود اینکه بلور فلزی پیوستگی و پایداری زیادی دارد و پیوند فلزی درمجموع پیوندی قوی محسوب می شود .بدیهی است درهرگروه با افزایش عدد اتمی و بزرگتر شدن طول پیوند فلزی انرژی پیوند و گرمای تفکیک مولی فلز کاهش می یابد.