Enlace Químico Metálico

Enlace Químico Metálico (metal-metal):

Este tipo de enlace se da en todos los metales puros y en la mayoría de las aleaciones.

En un metal, los átomos están muy juntos unos con otros formando lo que se llama un “empaquetamiento compacto”; a cada átomo le rodean ocho o doce vecinos más próximos. De esta forma, los orbitales de valencia de los átomos del metal solapan ampliamente entre sí dando lugar a un orbital molecular, que se extiende por todo el metal. Los electrones de valencia, que ocupan este orbital molecular, no puede decirse que pertenezcan a un átomo determinado, sino más bien a todo el conjunto, estando, como se dice, completamente deslocalizado.

La estructura del metal puede considerarse, por tanto, formada por un conjunto de iones positivos, fuertemente empaquetados y rodeados de un cierto número de electrones libres (los electrones de valencia), que forman una especie de fluido electrónico llamado, a veces, mar de electrones. Estos electrones pueden moverse, con relativa facilidad, a través de todo el metal, lo que explica la gran conductividad eléctrica y térmica.

Los iones que forman la red metálica son todos iguales, por lo que se pueden desplazar de unas posiciones a otras, con relativa facilidad, lo cual también explica la ductibilidad y maleabilidad de los metales, como se ve más adelante.

Cualquier teoría sobre el enlace metálico debe dar explicación a esta libertad de movimiento electrónico y a las restantes propiedades de los metales. Estas son dos: la llamada teoría del gas electrónico o del mar de electrones y la teoría de bandas.

TEORÍA DEL GAS ELECTRÓNICO

En la teoría del gas electrónico (también llamada del mar de electrones o de la nube electrónica), los átomos metálicos pierden sus electrones de valencia y forman una red compacta de cationes.

Por ejemplo, en el caso del sodio, cuya configuración electrónica es: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ ;

Los cationes Na+, formados por los núcleos atómicos y los electrones de las capas internas, se empaquetan y los electrones de valencia se mueven con libertad. Estos electrones no pertenecen ya a los átomos individuales, sino que son comunes a todos los átomos que forman la red. Se dice que los electrones están deslocalizados.

Dependiendo del número de electrones de valencia que tenga el metal, habrá tantos electrones deslocalizados como átomos o más. Por ejemplo, en el sodio, que pierde un electrón, habrá tantos electrones como átomos de sodio, pero en el magnesio, que tiene 2 electrones de valencia y los pierde ambos, habrá el doble de electrones que de núcleos de Mg(2+).

Así, los cationes se disponen formando un retículo cristalino compacto o empaquetamiento metálico y cada catión se rodea del número máximo de cationes vecinos. Los electrones de valencia se mueven libremente por los intersticios de la red, formando el gas electrónico y actuando, además, como un colchón que evita la repulsión entre los distintos cationes.

Dada la libertad de movimiento de los electrones de valencia, esta teoría para el enlace metálico explica muy bien muchas de las propiedades metálicas, tales como la elevada conductividad eléctrica y térmica. También explica la ductilidad y la maleabilidad o la resistencia a la deformación, porque las capas de cationes pueden deslizarse unas sobre las otras, manteniendo el tipo de estructura y la fortaleza del enlace.

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