Vypracovala: Mgr. Zuzana Szocsová

 

 

V porovnaní so zlúčeninami , ktoré majú vo svojej štruktúre iónové alebo kovalentné väzby, sa kovy vyznačujú rozdielnymi vlastnosťami. Všetky kovy, okrem ortuti Hg, sú pri bežných podmienkach tuhé látky. Ortuť je pri bežných podmienkach kvapalný kov. V štruktúre kovu sa nachádza kryštálová mriežka, pre ktorú je charakteristické najtesnejšie usporiadanie častíc. V kryštáli kovu je každý atóm obklopený 8 až 12 ďalšími atómami kovu. Štruktúra kovov určuje aj ich fyzikálne vlastnosti, akými sú napríklad lesk, kujnosť, ťažnosť elektrická vodivosť, tepelná vodivosť a podobne. Väzba, ktorá sa v štruktúre kovu nachádza, sa nazýva kovová väzba.

 

Kovová väzba vzniká medzi atómami kovu v tuhom skupenstve. Zásluhu na jej vzniku má elektrostatická príťažlivosť medzi katiónmi kovov s voľne apohybujúcimi valenčnými elektrónmi – delokalizované elektróny.

 

Každý jeden atóm v štruktúre kovu je obklopený určitým počtoim iných atómov kovu. Tento počet je väčší ako počet voľne sa pohybujúcich valenčných elektrónov jednotlivých atómov kovu, ktoré sa zúčastňujú na väzbe. Elektróny sa voľne pohybujú okolo katiónov kovu, ktoré su usporiadané do pravidelnej mriežky.

 

Schéma kovovej väzby

 

Zdroj: http://www.ped.muni.cz/wphy/fyzvla/FMKomplet_soubory/image040.jpg

 

Teda atómy kovu v kovovej mriežke strácajú svoje elektróny a stávajú sa katiónmi. Voľne pohybujúce sa valenčné elektróny vytvárajú isté energetické hladiny, ktoré sú rozprestreté po celej štruktúre kovu. Energetické hladiny vytvárajú takzvané energetické pásy.

 

Medzi pohybujúcimi sa elektrónmi a kladnými katiónmi je silné príťažlivé pôsobenie. Energetické pásy vznikajú lineárnou kombináciou orbitalov s, p, d a f.

V štruktúre mriežky sa nachádzajú dva energetické pásy. Energetický pás s nižšou energiou sa volá valenčný pás. Je obsadený valenčnými elektrónmi.

 

Pás, ktorý má vyššiu energiu sa volá vodivostný pás a je prázdny. Prítomnosť energetických pásov je základom vodivosti látok.

 

1. Vodiče – v ich štruktúre sa valenčný energetický pás prekrýva s vodivostným. Do tejto skupiny patria s prvky, d prvky a niektoré p prvky (hliník). Vodiče veľmi dobre vedú elektrickú energiu a teplo.

2. Polovodiče – v ich štruktúre sa medzi valenčným pásom a vodivostným pásom nachádza takzvaný zakázaný pás. Veľkosť zakázaného pásu je daná rozdielom enegrií vodivostného a valenčného energetického pásu Δ E. Δ E sa pahybuje v intervale od 0,1 do 3 eV. Valenčný pás je plne obsadený elektrónmi. Po prijatí malého množstva energie elektróny prekonajú zakázaný pás a dostávajú sa do vodivostného pásu. Vo vodivostnom páse sa voľne pohybujú . Tým a zvyšuje vodivosť polovodičov. Napríklad kremík Si, selén Se.

 

Termovodivosť – vodivosť, ktorá vzniká po dodaní tepelnej energie

Fotovodivosť – vodivosť vznikajúca po dodaní svetelnej energie.

 

Vodivosť sa zvyšuje aj pridaním niektorých atómov , akým je napríklad germánium Ge. Takto sa zväčší vodivosť vznikom ďalších energetických pásov, ktoré sa budú nachádzať v okolí zakázaného energetického pásu.

 

3. Izolátory – izolátory nepatria medzi kovy. Nevedú elektrický prúd. Valenčný pás je plne obsadený elektrónmi, ale vodivostný pás je oddelený veľmi širokým zakázaným pásom. Rozdiel energií Δ E je > 3eV. Napríklad diamant. Pre prechod elektrónov z valenčného pásu do vodivostného je treba dodať veľké množstvo energie.

 

Zopakujte si:

1. Charakterizujte kovovú väzbu.

2. Charakterizujte vodiče.

3. Charakterizujte polovodiče.

4. Charakterizujte izolanty.

Použitá literatúra: