Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
🔒 23. 3. 2019 Přešli jsme na HTTPS. Prosíme o kontrolu funkčnosti fóra.
!! 17.06.2018 (Jel.) Khanova škola zve nadšence ke spolupráci na překladech návodů pro učitele a rodiče.
! 04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
17.01.2016 (Jel.) Rok 2016 s novými a novějšími krystaly od kolegy Pavla!
17.01.2016 (Jel.) Nabídka knih z oborů matematiky, fyziky, chemie
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 18. 11. 2018 09:45

_julia
Zelenáč
Příspěvky: 24
Reputace:   
 

Prečo sú niektoré látky kovy a niektoré nie?

Čo konkrétne ovplyvňuje to, že prvok tvorí kovovú väzbu a nie kovalentnú a naopak?
Určite to záleží od mnohých činiteľov. Myslím, že by to mohla byť elektronegativita, ale mnohé kovy ju majú pomerne veľkú… Najmä vodík ma zaujíma.

Dopredu ďakujem za odpovede.

Offline

 

#2 18. 11. 2018 10:14

Cervantes
Zelenáč
Příspěvky: 22
Škola: Gymnázium Jána Hollého Trnava
Pozice: Študent
Reputace:   
 

Re: Prečo sú niektoré látky kovy a niektoré nie?

Kovová väzba vzniká medzi atómami kovu v tuhom skupenstve. Spôsobuje ju elektrostatická príťažlivosť katiónov kovov a voľne sa pohybujúcich valenčných elektrónov. Každý atóm v štruktúre kovu je obklopený väčším počtom atómov, ako je počet jeho valenčných elektrónov, ktoré sa zúčastňujú na väzbe. Elektróny sa preto môžu voľne pohybovať okolo katiónov kovu rozmiestnených v pravidelnej mriežke. (Valenčné elektróny v kovoch nazývame aj elektrónový plyn, pretože svojím správaním pripomínajú častice plynu.)

Offline

 

#3 18. 11. 2018 12:38

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2050
Reputace:   62 
 

Re: Prečo sú niektoré látky kovy a niektoré nie?

Skutečné vysvětlení dokáže podat až kvantová mechanika - a ještě je otázka, jestli bychom to dokázali po matematické stránce skutečně správně předpovědět - jen ze znalosti toho, kolik má daný prvek protonů v jádře (a tedy elektronů v obalu).

Každopádně ale, pro kovy je charakteristická ta vlastnost, že elektrony mohou přeskakovat od jednoho atomu ke druhému, aniž by na to potřebovaly překonat nějakou velkou energetickou bariéru - takže za normálních teplot se jistá část elektronů může pohybovat v krystalové mřížce kovů téměř bez omezení.

S tím samozřejmě souvisí dobrá elektrická vodivost kovů, a potažmo i tepelná, a nespíš i ostatní vlastnosti kovů (mechanické vlastnosti - houževnatost, nebo optické - zrcaldový vzhled).

Ale nemyslím si, že to má nějaké jednoduché vysvětlení. Kvantová mechanika předpovídá, že z energetických hladin izolovaného atomu (doufám, že víš, co to je, jinak to skoro nemá smysl se tím zabývat) - se stanou tzv. energetické pásy poté, co z atomů vytvoříme pevnou hmotu. Týká se to zejména těch hladin, kde se jednotlivé atomy dotýkají - takže těch vnějších. Vnitřní hladiny (blízko jádra) třeba zůstanou téměř nedotčené.

Takže z valenční hladiny se stane valenční pás - no a nad valenční hladinou jsou další hladiny (normálně se v nich už nic nenachází, ale lze do nich elektron přesunout, pokud mu dodáme potřebnou energii). Takže - nad pásem valenčních elektronů se nachází pás vodivostních elektronů. Normálně (při nulové teplotě) by byl prázdný, ale při určité nenulové teplotě (třeba pokojové) se začíná obsazovat elektrony. Záleží na tom, jak je "daleko", jaké je třeba energie na překonání mezery mezi valenčním a vodivostním pásem.

U kovů je tato mezera malá, nebo rovnou žádná, vodivostní pás navazuje přímo na valenční. Takže při běžné teplotě je v něm spousta elektron - to jsou ty, co se mohou krystalovou mříží volně pohybovat. Potom jsou prvky, co nazýváme jako polovodiče (chemici možná polokovy) - jako je třeba křemík Si, tam je mezera větší, ale né moc, takže když polovodič zahřejeme, tak se tam nějaké elektrony dostanou.

Když je mezera moc velká, žádné elektrony ve vodivostním pásu nejsou, a látka nevede el. proud.

Z toho lehce plyne, že záleží na vzdálenosti (říkám vzdálenosti, ale ono to představuje energii, žejo) mezi valenčními hladinami a těmi nad nimi, u původního prvku. Ale jen částečně, protože také záleží na tom, jak moc se tyto hladiny "rozšíří" když z atomů složíme pevnou látku. A nevím, jestli to lze úplně jednoduše předpovědět. Navíc tahle úvaha platí jen pro samotné prvky, pokud bude látka složená z molekul, mohou existovat i jiné mechanismy, co se tam uplaťnují.

Předpovědět vlastnosti látky jen ze základních fyzikálních principů je extrémně složité - vznikl kvůli tomu celý samostatný obor - fyzika pevných látek.

Offline

 

#4 18. 11. 2018 13:39

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2050
Reputace:   62 
 

Re: Prečo sú niektoré látky kovy a niektoré nie?

_julia napsal(a):

Najmä vodík ma zaujíma.

I vodík dokáže vytvořit vlastnosti podobné kovu, jen jej musíme "trochu" stlačit. Viz kovový vodík.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson