Introducción al enlace metálico: modelo del mar de electrones o del gas electrónico

El enlace metálico es muy distinto a los dos tipos de enlaces que hemos visto hasta ahora: el enlace covalente y el enlace iónico. En los compuestos metálicos los átomos están muy próximos los unos a los otros y forman estructuras compactas. Además, presentan unas características propias, entre las que destaca la elevada conductividad eléctrica. Esta propiedad, la de la conductividad, requiere para ser explicada que los electrones implicados en el enlace metálico tengan libertad y facilidad de movimiento. Es por este motivo que, para que los metales tengan electrones móviles, requieren 2 características a nivel atómico: la primera, una energía de ionización baja (recordemos que la energía de ionización es la energía necesaria para arrancar un electrón de la capa de valencia) y la segunda, que posean orbitales de valencia vacíos y accesibles que permitan a los electrones moverse con facilidad.

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 PARA EL ENLACE METÁLICO

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:

Configuraciones electrónicas del sodio y el catión sodio

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.

Modelo del gas electrónico en el enlace metálico

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.

Category: Enlace Químico and Teoría de Enlace Químico.

Tags: Enlace metálico.

41 Comentarios

  1. hola!

    Tengo un problema con un ejercio de calulo de volumenes, me pueden ayudar.

    Dice el problema:

    2CO + O2 formandose 2CO2

    Determinar el volumen de aire, en CN, necesario para la combustion total de 100 litros de CO a 3atm y 27C (el aire contiene un 20% en volumen de oxigeno)

    No entiendo :( :(

    darliens, 2 Años Antes Reply

    • Este ya lo miramos por facebook, ¿verdad? ¿Qué tal lo llevas? ¿Te salió por completo? Un saludo :)

      QuimiTube, 2 Años Antes Reply

  2. ah otra cosita de la siguiente ecuacion:

    Na + H2O flecha NaOH + H2

    Cual es el volumen de H medido en CN?

    Mi pregunta es, ?pero cual hidrogeno tengo que calcular, el hidrogeno de H2O o el H2??? o los dos???

    Que lio :(

    darliens, 2 Años Antes Reply

    • ¡Hola! Pues el hidrógeno que has de calcular es el H2, el de la derecha, porque si te lo piden en condiciones normales, significa que es un gas, y el H2 es un gas a temperatura ambiente, mientras que el agua, H2O, no lo es. De ahí debes deducir que te están pidiendo el H2. Un saludo.

      QuimiTube, 2 Años Antes Reply

      • Muchas gracias!!! hemos metido el problemita de arriba en muchos lados ji ji ji pero ya creo que lo resolvimos… Muchas gracias!

        darliens, 2 Años Antes Reply

        • Me alegro mucho que ya lo tengas resuelto. Ya sabes, si aún te quedan dudas, a preguntar se ha dicho :)

          QuimiTube, 2 Años Antes Reply

  3. gracias me ayudaron mucho y aprendi mas sobre la quimica

    tefyta, 2 Años Antes Reply

    • Gracias, me alegro mucho, para eso estamos :)

      QuimiTube, 2 Años Antes Reply

  4. Demonios Xs, ojala fueras mi maestra! explicas sensacional!

    Martin, 2 Años Antes Reply

    • Gracias Martín y bienvenido :) En realidad lo soy, pero virtual jeje

      QuimiTube, 2 Años Antes Reply

  5. Excelente explicación.

    Jhan carlo, 2 Años Antes Reply

  6. ¡Hola!
    De verdad te quiero felicitar por tus excelentes videos, me han servido de mucho, y ahora continuaré con la teoría de bandas, gracias por tu aportación a mi estudio (:

    Juany Nava, 2 Años Antes Reply

    • ¡Hola Juany! Muchas gracias a ti por este comentario que nos anima a seguir con el proyecto. Ánimo con tu estudio, un saludo grande.

      QuimiTube, 2 Años Antes Reply

  7. Hola, yo tenia una duda sobre estas preguntas. Si me las podrias responder para sacarme las dudas te lo agradeceria un monton.

    1) Como estan compuestas las sustancias metalicas segun el modelo del mar de electrones?Por que creen que este tipo de union se da en metales y no en elementos no metalicos?

    Franco, 2 Años Antes Reply

    • ¡Hola! Bueno, esto es lo que explicamos en el vídeo… Están compuestas por un “núcleo” donde están juntos todos los cationes del metal correspondiente, y los electrones de valencia de todos estos átomos de metal están en movimiento constante por la totalidad de la red de cationes (de ahí que tengan elevada conductividad eléctrica). Son los metales los que forman este tipo de enlace porque son los que presentan menor energía de ionización y les resulta más sencillo (requieren menos energía, aunque sí que requieren) perder sus electrones de valencia que a los no metales.

      QuimiTube, 2 Años Antes Reply

  8. lo siento no escribí bien ., pueden decirme si es lo mismo el mar de electrones y el gas electrónico?

    Beatriz Bravo GPO.102, 1 Año Antes Reply

  9. Hola! Gracias otra vez por tus vídeos y una pregunta… ¿Tienes vídeos sobre formulación?
    Me estoy preparando la selectividad para Andalucía por libre y cada vez tengo más lío sobre los prefijos numerales al nombrar. En algunas páginas me dicen que no hay que ponerlos a menos que el elemento tenga varias valencias… en otras aparece el prefijo aunque solo tenga una… por ejemplo, el AlH3 me lo dan por malo como Trihidruro de aluminio en algunas páginas y en otras no…
    Estoy hecha un lío y no sé de quién fiarme… He buscado en la página de la IUPAC y todo¿Podrías ayudarme? :(

    Rocío, 1 Año Antes Reply

  10. Buenas, me pongo en contacto con usted para comentarle si podria grabar o si tuvieras unos apuntes sobre la materia y sus transformaciones (estequiometria , disoluciones…). Esque me stoy preparando para selectividad Andalucía y ese tema mi profesor no lo dio y tengo dudas.
    Muchas gracias.

    Adrián, 1 Año Antes Reply

  11. hola, tengo unas dudas sobre maleabilidad, quisiera que me respondieran esta pregunta que me vino en mi examen estaria muy agradecido porfa :).
    – la menor maleabilidad del sodio con respecto al magnesio justificando con la teoria del mar de electrones.

    diego, 11 Mess Antes Reply

    • ¡Hola! Fíjate que la diferencia principal es que el Na pierde 1 electrón (cada átomo) de la capa de valencia, mientras que el Mg pierde 2. Así, el núcleo del Mg estará formado por cationes Mg2+ y ahí estará la clave de la maleabilidad de ambos. Un saludo.

      QuimiTube, 10 Mess Antes Reply

  12. Hoolaa:) tengo en dos dias la recuperacion de la parte de quimica y tengo un ejercico que no consigo resolver.
    Es una tabla en la que te ponen ciertos nombres y te piden tipos de enlace,si hay electrones deslocalizados,si hay iones,si forman moleculas,el estado de agregacion a 20Cº y en que coindiciones es el conductor.Algunas de las columnas ya las tengo echas otras no,pero si me respones a todas mejor para aclarar dudas.
    Los nombres son:
    1.Sodio
    2.Bromo y Calcio
    3.Cloro
    4.Carbono oxigeno
    5.Oxigeno
    6.Azufre y Oxigeno
    7.Hierro
    8.Cobre y Fluor.
    Necesito la respuesta cuanto antes,gracias de antemano.
    Saludos.

    Meryy, 10 Mess Antes Reply

  13. Hola, te escribo desde México. Estoy viendo tus videos para reaprender química (estoy cursando una segunda carrera y no recordaba nada desde bachillerato) y me están resultando el complemento perfecto para mi curso. Muchísimas gracias por subirlo. Y como a otros, también me gustarían de estequiometria y química orgánica Explicas muy bien. Gracias

    Dulce, 9 Mess Antes Reply

    • Hola Dulce:

      Muchas gracias por tu comentario, me alegra que te sirva. Espero que durante este otoño pueda subir más material: cinética química, química orgánica y estequiometría. Ya estamos trabajando en ello. Un abrazo y ánimo con tu segunda carrera.

      QuimiTube, 9 Mess Antes Reply

  14. Hola, para mi tarea de química me poden que represente el tipo de enlace químico desarrollado entre Br e H. Como ya sabemos, ambos tienen un solo electrón en su última órbita y no se cómo se realiza el llamado enlace metálico con la estructura de Lewis para este caso, en el que ambos necesitan perder o ceder ese electrón. Muchísimas gracias.

    Catalina, 9 Mess Antes Reply

  15. Hola disculpa me podrian ayudar con mi tarea de quimica. I de preparatoria
    dice que tengo que explicar ¿porque los metales son maleables ? Como punto de partida del mar electronico.
    y no se que hacer:( ayuda!

    Vanessa, 8 Mess Antes Reply

    • Hola Vanessa, te sugiero que veas el vídeo, este mismo en el que comentas, en el que se explican las características y propiedades de los metales en base a dicha teoría. Un metal es maleable porque las capas que forman el núcleo central pueden deslizarse unas sobre otras, pero lo verás mejor en el vídeo, como te digo. Un saludo.

      QuimiTube, 8 Mess Antes Reply

  16. Hola tenia una pregunta ; coomo utilizo la teria de enlace metalico
    (gas electrónico/mar de electrones/nube de electro) para deducir la estructura de dicho metal ¿?
    Espero tener pronto respuestas , que tengo mañana examen.
    Un beso desde Bilbao

    Naixara M., 5 Mess Antes Reply

    • Hola de nuevo, Naixara, siento como te decía antes no haber podido responder antes, ahora leo que tenías examen. ¡Espero que te vaya bien! Esta pregunta no la he entendido bien, ¿te refieres a la estructura cristalina, por ejemplo hexagonal compacta? Bueno, ya me comentas. Un saludo hasta Bilbao.

      QuimiTube, 5 Mess Antes Reply

  17. Hola tengo otra pregunta ; como se hace la polaridad de la molecula ¿?
    espero tener respuesta pronto

    Naixara M., 5 Mess Antes Reply

  18. Muchas gracias por su respuesta me ha servido de gran ayuda …ojala la proxima vez llegue a tiempo para el examen a pesar de todo me sirve para proximos examenes asi que muchas gracias
    un saludo desde Bilbo
    y espero que estemos en contacto pronto
    :)

    naixara, 5 Mess Antes Reply

    • ¡Hola de nuevo! Siento que no llegara a tiempo la respuesta, si intentas preguntarme con algo más de antelación seguro que podré responderte. Un saludo y suerte con tus estudios.

      QuimiTube, 5 Mess Antes Reply

  19. Como se nombra a un enlace metàlico?

    Soli, 5 Mess Antes Reply

    • ¡Hola! Bueno, un enlace metálico no tiene en sí mismo nomenclatura, si tienes por ejemplo Na(s) puedes decir simplemente “sodio” o “sodio metálico”.

      QuimiTube, 5 Mess Antes Reply

  20. hola por que los elementos (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au se encuentran en su forma libre o nativa en la naturaleza (metales nobles)????
    y que tipo de enlace esta presente en esta forma libre???
    porfavor me complica esta pregunta

    sofi, 2 Mess Antes Reply

    • Hola Sofi, son elementos que no tienen tendencia a formar enlaces en compuestos iónicos (difícilmente oxidables) y que permanecen estables en forma metálica. El enlace que presentarán es enlace metálico, se trata de los átomos del metal unidos entre sí tal y como explicamos en el vídeo.

      QuimiTube, 2 Mess Antes Reply


Escribe un comentario