Mini-kurzus
Fémes jelleg
A fémes jelleg annak minőségi leírása, mennyire könnyen ad le egy elem elektronokat és mennyire mutat tipikus fémes tulajdonságokat, például jó elektromos vezetést, képlékenységet és fémes kötést. A periódusos rendszerben általában balra és lefelé erősödik.
Elektronleadási hajlam
Nagy atomsugár és kis ionizációs energia esetén a vegyértékelektronok lazábban kötöttek. Az alkálifémek ezért könnyen képeznek +1 iont. Jobbra haladva az effektív magtöltés nő, az elektronleadás energetikailag kevésbé kedvező.
Csoporton lefelé
Új elektronhéjak jelennek meg, nő az árnyékolás és a vegyértékelektron távolsága. Emiatt sok csoportban lefelé nő a fémes jelleg. Például az alkálifémek reakciókészsége vízzel lefelé általában fokozódik.
Fémes kötés
Szilárd fémben a vegyértékelektronok nem egyetlen atomhoz lokalizáltak, hanem kiterjedt elektronállapotokat alkotnak a kristályban. Ez hozzájárul az elektromos és hővezetéshez, valamint ahhoz, hogy a kötés irányítottsága kisebb, mint sok kovalens kristályban.
Metalloidok
A periódusos rendszer fém–nemfém határán félfémes elemek találhatók, amelyek tulajdonságai köztesek vagy erősen környezetfüggők. A szilícium például félvezető: vezetése sokkal érzékenyebb a hőmérsékletre és adalékolásra, mint egy jó fémé.
Nem egyetlen mérhető szám
A fémes jelleg több tulajdonságot fog össze, ezért nincs egyetlen univerzális SI-mennyiség, amely teljesen leírná. Ionizációs energia, elektronegativitás, sávszerkezet és kötéstípus együtt ad pontosabb képet.
Nyomás és allotrópia
Egy elem viselkedése a szerkezettől is függhet. Nagy nyomáson a sávok átrendeződhetnek, és egy eredetileg rosszul vezető anyag fémesebb állapotba kerülhet. A „fémes jelleg” ezért nem kizárólag az izolált atom tulajdonsága.
Kémiai következmény
Erősen fémes elemek oxidjai gyakran bázikusabbak, míg a nemfémes jelleg erősödésével savas oxidok gyakoribbak. Ez is periódusos trend, de magas oxidációs állapotú átmenetifém-oxidoknál árnyaltabb viselkedés jelenhet meg.
Sávelméleti nézőpont
Szilárd anyagban a fémes vezetés akkor érthető pontosabban, ha az elektronállapotok energiasávokat alkotnak. Fémben részben betöltött sáv vagy átfedő sávok tesznek lehetővé kis energiájú töltéshordozó-gerjesztéseket. Ez mélyebb magyarázat, mint az egyszerű „szabad elektronok tengere” kép.
Próbáld ki
Melyik várhatóan fémesebb: Na vagy Cl ugyanabban a periódusban?
Megoldás
Na. A periódus bal oldalán kisebb az ionizációs energia és könnyebb a vegyértékelektron leadása; Cl inkább elektront vesz fel és nemfémes.