metallic bond ]
금속 결정 내에서 양전하를 가지는 금속 양이온들과 비편재화된 전자들간의 전기적 인력을 금속 결합이라 한다. 고정된 위치에 있는 금속 양이온들이 자유롭게 이동하는 전자를 공유하는 개념으로써, 금속 특유의 강도, 전성, 연성, 전기 전도성, 열 전도성, 광택 등의 원인이다.
알칼리 금속 원소의 금속 결합 형성 (출처: 대한화학회)
목차
금속 결합의 개념
화학 결합에는 원자간 전자를 공유하는 공유 결합(배위 결합 포함), 이온 간의 전자적 인력에 의한 이온 결합과 함께 금속 결합이 있다. 금속 결합은 비편재된 전자의 바다에 양이온이 배치된 형태이며, 순수한 금속에만 적용되기 때문에 화학 결합 가운데 경우의 수가 가장 적다.
금속이 가지는 전형적인 물리적 성질인 전성(펴짐성), 연성(뽑힘성), 열과 전기 전도성을 설명하는 방법으로 전자 바다 모형을 사용한다. 각 금속 원자는 안정한 산화수의 양이온으로 존재하려는 성질을 가지며, 동일한 에너지와 원자 오비탈을 가지는 전자들의 상호 작용은 금속 양이온 전체에 비편재화 된 분자 오비탈을 형성한다. 그 결과 비편재 최외곽 전자들의 바다 속에서 양이온이 규칙적으로 배열하고 있는 것으로 이해할 수 있다. 이때 각 전자들은 하나의 양이온에 속하지 않아서 자유 전자라 한다.
금속 결합에 따른 금속의 성질
금속 결합을 이용한 금속의 뽑힘성 (출처: 대한화학회)
양이온 사이에 이동이 자유로운 전자에 의하여 쉽게 열과 전기가 전달된다. 다수의 양이온과 전자간 상호 인력은 매우 높은 결합 에너지를 가지게 한다. 이는 금속이 일반적으로 가지는 높은 녹는점의 원인이다. 양이온와 전자간의 상호 인력은 각 입자의 전하량이 커질 수록 증가한다. 알칼리 금속 대비 알칼리 토금속은 2+ 양전하를 가지는 금속 양이온과 2배수 많은 전자 간의 상호 작용이 넓은 영역에서 발생하며, 더 강한 상호 인력이 발생한다. 그리하여 동일 주기에서 알칼리 토금속이 알칼리 금속 대비 높은 녹는점을 나타낸다. 예를 들어 3주기 소듐은 97.8 °C, 마그네슘은 650 °C에서 녹는다. 외부 충격에 대해서는 전자 구름이 양이온을 잡아주는 역할을 하며 결합이 끊어지지 않고 양이온 위치 재배치만을 일으킨다. 그 결과 금속이 가지는 특징인 전성과 연성이 생긴다.
[네이버 지식백과] 금속 결합 [metallic bond] (화학백과)
metallic bond ]
금속 결정 내에서 양전하를 가지는 금속 양이온들과 비편재화된 전자들간의 전기적 인력을 금속 결합이라 한다. 고정된 위치에 있는 금속 양이온들이 자유롭게 이동하는 전자를 공유하는 개념으로써, 금속 특유의 강도, 전성, 연성, 전기 전도성, 열 전도성, 광택 등의 원인이다.
알칼리 금속 원소의 금속 결합 형성 (출처: 대한화학회)
목차
금속 결합의 개념
화학 결합에는 원자간 전자를 공유하는 공유 결합(배위 결합 포함), 이온 간의 전자적 인력에 의한 이온 결합과 함께 금속 결합이 있다. 금속 결합은 비편재된 전자의 바다에 양이온이 배치된 형태이며, 순수한 금속에만 적용되기 때문에 화학 결합 가운데 경우의 수가 가장 적다.
금속이 가지는 전형적인 물리적 성질인 전성(펴짐성), 연성(뽑힘성), 열과 전기 전도성을 설명하는 방법으로 전자 바다 모형을 사용한다. 각 금속 원자는 안정한 산화수의 양이온으로 존재하려는 성질을 가지며, 동일한 에너지와 원자 오비탈을 가지는 전자들의 상호 작용은 금속 양이온 전체에 비편재화 된 분자 오비탈을 형성한다. 그 결과 비편재 최외곽 전자들의 바다 속에서 양이온이 규칙적으로 배열하고 있는 것으로 이해할 수 있다. 이때 각 전자들은 하나의 양이온에 속하지 않아서 자유 전자라 한다.
금속 결합에 따른 금속의 성질
금속 결합을 이용한 금속의 뽑힘성 (출처: 대한화학회)
양이온 사이에 이동이 자유로운 전자에 의하여 쉽게 열과 전기가 전달된다. 다수의 양이온과 전자간 상호 인력은 매우 높은 결합 에너지를 가지게 한다. 이는 금속이 일반적으로 가지는 높은 녹는점의 원인이다. 양이온와 전자간의 상호 인력은 각 입자의 전하량이 커질 수록 증가한다. 알칼리 금속 대비 알칼리 토금속은 2+ 양전하를 가지는 금속 양이온과 2배수 많은 전자 간의 상호 작용이 넓은 영역에서 발생하며, 더 강한 상호 인력이 발생한다. 그리하여 동일 주기에서 알칼리 토금속이 알칼리 금속 대비 높은 녹는점을 나타낸다. 예를 들어 3주기 소듐은 97.8 °C, 마그네슘은 650 °C에서 녹는다. 외부 충격에 대해서는 전자 구름이 양이온을 잡아주는 역할을 하며 결합이 끊어지지 않고 양이온 위치 재배치만을 일으킨다. 그 결과 금속이 가지는 특징인 전성과 연성이 생긴다.
[네이버 지식백과] 금속 결합 [metallic bond] (화학백과)