דוגמא לבונד מטאלי

ה קישור מתכתי היא הדרך בה אטומי המתכת מצליחים להיפגש ב מבנה קריסטל, יציב, באמצעות ענני האלקטרונים שלה, ומבלי תלוי בלעדיות של קשרים יוניים או קוולנטיים להתבטא כחומרים טהורים. נקרא נֶטוֹ לקבוצה או לסידור קישורים מתכתיים.

רוב המתכות מתגבשות בשלושה סוגים של סידורים: רשתות קוביות מרוכזות בגוף, רשתות קוביות ממוקדות פנים י רשתות משושים קומפקטיות.

בתוך גוף מרוכז, כל אטום של המתכת מוקף על ידי 14 שכנים, ובאחרים שניים שנותרו עד 12. אם תנסה להתמודד עם הצמדת מבנים כאלה, תמצא מיד את הבעיה של אי ספיקת אלקטרונים. לפיכך, במקרה של ליתיום עם אלקטרון ערכיות יחיד ו -14 שכנים קרובים, יש להסביר מהו היסוד הזה מוקף במספר כה גדול של אטומים, ובכל זאת הוא מייצר קריסטל יציב מספיק כדי שיהיה לו נקודת התכה 186 מעלות צלזיוס אותו דבר קורה עם מתכות אחרות.

הפיזיקאי השוויצרי פליקס בלוך בשנת 1928 הוא הציע תיאוריה מכנית קוונטית כדי להסביר את קשירת האטומים בגבישים מתכתיים. בזה תורת הלהקה כל האלקטרונים הנמצאים באטום ברמות אנרגיה מלאות נחשבים במהותם ממוקםכלומר, קשורים לאטומים אליהם הם קשורים. מצד שני, נחשבים אלקטרוני ערכיות ברמות אנרגיה לא ממולאות חינם, והם נעים בשדה פוטנציאלי המשתרע על כל האטומים הקיימים בגביש.

ה מסלולים אטומיים של אלקטרונים חופשיים אלה באטום יכול חֲפִיפָה עם אלה של אחרים שמקורם אורביטלים מולקולריים שהועברו המייצרים קשר בין כל האטומים הנוכחים, ואלה ידועים בשם מסלולי הולכה.

ה רמות אנרגיה של אלקטרונים באטומים מבודדים הם דִיסקרֶטִי ובאופן כללי מרווחים היטב. אך נוכחותם של אטומים אחרים בגביש משפיעה על רמות אלה על ידי הפיכת כל רמה ל פס ברמה שמספרם שווה למספר האטומים הקיימים בסך הכל המבני. אם מספר זה גדול, כל רמה מבודדת מהווה למעשה a להקה רציפה. כמו כן, כאשר המרווח בין הרמות המקוריות ובין האטומים במתכת גדול, אז להקות שמקורן ברמות אלקטרוניות מוקדמות מופרדות זו מזו ל פערים באנרגיה רַב. כאשר הרמות והמרחקים קטנים, הלהקות כן לחצות ולחפף כל אחד.

תיאוריה זו מספקת את התיאור הבא של המבנה האלקטרוני של מתכת נתונה. א מתכת מוצקה נחשב כבעל להקות אלקטרונים מופרדים זה מזה על ידי פערים באנרגיה. יתר על כן, לפעמים רצועות אלה מלאות לחלוטין באלקטרונים מקומיים, או שהן מלאות בחלקן באלקטרונים חופשיים שהאורביטים המולקולריים שלהם משתרעים על כל האטומים בגביש.