Enlace Metalico

Páginas: 6 (1488 palabras) Publicado: 6 de febrero de 2013
Enlace Metálico y elementos semiconductores
Chang Raymond y Williams Collage. Química, 7ª edición, Editorial McGraw Hill, México (2003). http://www.eagleman.org/electronia/led.php

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Los átomos de los metales poseen pocos electrones de valencia por lo que tienden a cederlos, formando ionespositivos (cationes). Estos se disponen en forma tridimensional regular en donde los electrones de valencia sujetos débilmente, pueden moverse con facilidad por todo el cristal a la manera de un fluido. Un metal sólido como el hierro, oro o plata, está formado en su totalidad por átomos del mismo tipo y la falta de movilidad de los átomos en el interior del cristal y otras propiedades (ductilidad,conductividad térmica y eléctrica, etc.) se debe a la fuerza de atracción existente entre los átomos; ésta fuerza se denomina enlace metálico (Fig 1).

Fig 1. Enlace metálico

Teoría de bandas
La capacidad de los metales para conducir el calor y la electricidad se explica a partir de la teoría del orbital molecular. Para comprender mejor las propiedades de conductividad de los metales, esnecesario aplicar los conocimientos de mecánica cuántica. El modelo que se utiliza para estudiar el enlace metálico es la teoría de las bandas, llamada así porque establece que los electrones deslocalizados se mueven libremente a través de las "bandas" que se forman por el solapamiento de los orbitales moleculares (Chang, 2003) Los metales se caracterizan por su alta conductividad eléctrica.Considere, por ejemplo, el magnesio. La configuración electrónica del Mg es [Ne]3s2, de manera que cada átomo tiene dos electrones de valencia en orbital 3s. En un cristal metálico, los átomos Guía Didáctica de Química Unidad II Lectura II 2

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están empaquetados muy cerca unos de otros, por lo que los niveles energéticos de cada átomo demagnesia se ven afectados por los de los átomos vecinos, lo que da como resultado el solapamiento de orbitales. En términos de la teoría del orbital molecular, la interacción entre dos orbitales atómicos conduce a la formación de un orbital molecular de enlace y otro de antienlace. Debido a que el número de átomos que existe, incluso en un pequeño trozo de magnesio, es muy grande (del orden de 1020átomos), el número de orbitales moleculares que forman también es muy grande. Estos orbitales moleculares tienen energías tan parecidas que quedan mejor descritos como una "banda" (figura 2).

a)

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b) Fig 2. a) Banda de orbitales moleculares y b) orbitales moleculares delmagnesio. Estos niveles energéticos llenos y tan parecidos constituyen la banda de valencia. La parte superior de los niveles energéticos corresponde a los orbitales moleculares deslocalizados y vacíos que se forman por el solapamiento de los orbitales 3p. Este conjunto de niveles vacíos cercanos recibe el nombre de banda de conducción. Es posible imaginar un cristal metálico como un conjunto de ionespositivos inmerso en un mar de electrones de valencia deslocalizados (véase la figura 11.30). La gran fuerza de cohesión que resulta de la deslocalización es, en parte, responsable de la fuerza que se manifiesta en la mayoría de los metales. Debido a que la banda de valencia y la banda de conducción son adyacentes entre sí, es casi despreciable la cantidad de energía que se requiere para promoverun electrón de valencia a la banda de conducción. Una vez aquí, el electrón puede desplazarse libremente a través de todo el metal, ya que la banda de conducción carece de electrones. Esta libertad de movimiento explica el hecho de que los metales son buenos conductores, es decir, son capaces de conducir la corriente eléctrica. ¿Por qué las sustancias como la madera o el vidrio no conducen la...
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