المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
غزوة الحديبية والهدنة بين النبي وقريش
2024-11-01
بعد الحديبية افتروا على النبي « صلى الله عليه وآله » أنه سحر
2024-11-01
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01

Conservation
14-10-2015
الزّكاة مطهرة للفرد والمجتمع
5-10-2014
رزق الجنة المتشابه
2023-08-07
المواد الحفازة catalysts
6-8-2016
في ما يعمل للأورام‏
10-05-2015
هل القرآن مخلوق؟
28-1-2021

Metallic Solids  
  
2674   03:58 مساءً   date: 17-4-2019
Author : ........
Book or Source : LibreTexts Project
Page and Part : ............

Metallic Solids

Metallic solids such as crystals of copper, aluminum, and iron are formed by metal atoms.  The structure of metallic crystals is often described as a uniform distribution of atomic nuclei within a “sea” of delocalized electrons. The atoms within such a metallic solid are held together by a unique force known as metallic bonding that gives rise to many useful and varied bulk properties. All exhibit high thermal and electrical conductivity, metallic luster, and malleability. Many are very hard and quite strong. Because of their malleability (the ability to deform under pressure or hammering), they do not shatter and, therefore, make useful construction materials.

Metals are characterized by their ability to reflect light, called luster, their high electrical and thermal conductivity, their high heat capacity, and their malleability and ductility. Every lattice point in a pure metallic element is occupied by an atom of the same metal. The packing efficiency in metallic crystals tends to be high, so the resulting metallic solids are dense, with each atom having as many as 12 nearest neighbors.

This figure shows large brown spheres arranged in a cube.

Figure 11.8.5

: Copper is a metallic solid. Image used with permission of OpenStax.

Bonding in metallic solids is quite different from the bonding in the other kinds of solids we have discussed. Because all the atoms are the same, there can be no ionic bonding, yet metals always contain too few electrons or valence orbitals to form covalent bonds with each of their neighbors. Instead, the valence electrons are delocalized throughout the crystal, providing a strong cohesive force that holds the metal atoms together.  Valence electrons in a metallic solid are delocalized, providing a strong cohesive force that holds the atoms together.

The strength of metallic bonds varies dramatically. For example, cesium melts at 28.4°C, and mercury is a liquid at room temperature, whereas tungsten melts at 3680°C. Metallic bonds tend to be weakest for elements that have nearly empty (as in Cs) or nearly full (Hg) valence subshells, and strongest for elements with approximately half-filled valence shells (as in W). As a result, the melting points of the metals increase to a maximum around group 6 and then decrease again from left to right across the d block. Other properties related to the strength of metallic bonds, such as enthalpies of fusion, boiling points, and hardness, have similar periodic trends.

Figure 1.1 : The Electron-Sea Model of Bonding in Metals. Fixed, positively charged metal nuclei from group 1 (a) or group 2 (b) are surrounded by a “sea” of mobile valence electrons. Because a group 2 metal has twice the number of valence electrons as a group 1 metal, it should have a higher melting point.

A somewhat oversimplified way to describe the bonding in a metallic crystal is to depict the crystal as consisting of positively charged nuclei in an electron sea (Figure 1.1). In this model, the valence electrons are not tightly bound to any one atom but are distributed uniformly throughout the structure. Very little energy is needed to remove electrons from a solid metal because they are not bound to a single nucleus. When an electrical potential is applied, the electrons can migrate through the solid toward the positive electrode, thus producing high electrical conductivity. The ease with which metals can be deformed under pressure is attributed to the ability of the metal ions to change positions within the electron sea without breaking any specific bonds. The transfer of energy through the solid by successive collisions between the metal ions also explains the high thermal conductivity of metals. This model does not, however, explain many of the other properties of metals, such as their metallic luster and the observed trends in bond strength as reflected in melting points or enthalpies of fusion. Some general properties of the four major classes of solids are summarized in Table 1.1.

Table 1.1 : Properties of the Major Classes of Solids

Ionic Solids Molecular Solids Covalent Solids Metallic Solids
*Many exceptions exist. For example, graphite has a relatively high electrical conductivity within the carbon planes, and diamond has the highest thermal conductivity of any known substance.
poor conductors of heat and electricity poor conductors of heat and electricity poor conductors of heat and electricity* good conductors of heat and electricity
relatively high melting point low melting point high melting point melting points depend strongly on electron configuration
hard but brittle; shatter under stress soft very hard and brittle easily deformed under stress; ductile and malleable
relatively dense low density low density usually high density
dull surface dull surface dull surface lustrous

 




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .