Tudo sobre as ligações metálicas

metais

Muitas pessoas dizem que sem água não há vida, mas um químico pensa e fala: Sem ligação Química não existiria o mundo. Como assim? Pois para ter água é necessário que os elementos químicos se ligam para formar as substâncias químicas. A partir daí você já percebe a importâncias de uma ligação química.

Aqui, no Clube da Química nós sempre que temos a oportunidade publicamos posts sobre ligações químicas. Achamos que assim, você descobrirá a importância das ligações químicas. Dessa forma, convidamos você a acessar alguns posts abaixo para incentivá-lo a entrar no mundo das ligações químicas. Aceite o convite e acesse:

E as ligações metálicas como são?

Então, ligações metálicas são vistas em metais puros e ligas e alguns metaloides. Por exemplo, o grafeno (um alótropo de carbono) exibe ligação metálica bidimensional. Por outro lado, os metais, mesmo os puros, podem formar outros tipos de ligações químicas entre seus átomos. Assim, o íon mercuroso (Hg22+) forma ligações covalentes metal-metal, por exemplo. 

Em princípio, os níveis de energia externa dos átomos de metal (os orbitais s e p ) se sobrepõem. Dessa forma, pelo menos um dos elétrons de valência que participam de uma ligação metálica não é compartilhado com um átomo vizinho, nem é perdido para formar um íon.

Em vez disso, esses elétrons formam o que pode ser chamado de “mar de elétrons” no qual os elétrons de valência são livres para se mover de um átomo para outro. 

Vamos ver um exemplo. O sódio metálico é formado por vários átomos, mas ele “não gosta do seu elétron” na camada de valência. Então, ele como se suportasse esse elétrons solto, mas o seu núcleo fica com uma carga positiva. Dessa forma, ela espera quando estive em contato, por exemplo, com um halogênio (cloro) doa esse elétron. Assim, na superfície da camada metálica do sódio ficam os elétrons soltos. Veja a figura

ligação metalica

Propriedades Atribuídas pela Ligação Metálica

As ligações metálicas conferem várias propriedades importantes aos metais que os tornam comercialmente desejáveis. Algumas dessas propriedades são brevemente descritas nesta subseção.

1. Condutividade Elétrica

A condutividade elétrica é uma medida da capacidade de uma substância de permitir que uma carga se mova através dela. Como o movimento dos elétrons não é restrito no mar de elétrons, qualquer corrente elétrica que passa pelo metal passa por ele, conforme ilustrado abaixo.

condutividade eletrica

Quando uma diferença de potencial é introduzida no metal, os elétrons deslocalizados começam a se mover em direção à carga positiva. Esta é a razão pela qual os metais são geralmente bons condutores de corrente elétrica.

2. Condutividade Térmica

condutividade térmica de um material é uma medida de sua capacidade de conduzir/transferir calor. Quando se aquece uma extremidade de uma substância metálica, a energia cinética dos elétrons nessa área aumenta. Esses elétrons transferem suas energias cinéticas para outros elétrons no mar por meio de colisões.

Quanto maior a mobilidade dos elétrons, mais rápida é a transferência de energia cinética. Devido às ligações metálicas, os elétrons deslocalizados são altamente móveis e transferem o calor através da substância metálica colidindo com outros elétrons.

3. Maleabilidade e Ductilidade

Quando nós batemos com um matelo um cristal iônico (como o cristal de cloreto de sódio), ele se quebra em muitos pedaços menores. Isso ocorre porque os átomos nos cristais estão juntos em uma estrutura rígida. A introdução de uma força (do martelo) causa a fratura da estrutura cristalina, resultando na quebra do cristal.

Mas, no caso dos metais, o mar de elétrons na ligação metálica possibilita a deformação da rede. Portanto, quando nós batemos os metais com um martelo, a estrutura rígida é deformada e não fraturada. É por isso que os metais podem ser batidos em folhas finas. Uma vez que essas redes não se fraturam facilmente, os metais são considerados altamente dúcteis.

4. Brilho Metálico

Quando a luz incide sobre uma superfície metálica, a energia do fóton é absorvida pelo mar de elétrons que constituem a ligação metálica. A absorção de energia excita os elétrons, aumentando seus níveis de energia. Esses elétrons excitados retornam rapidamente aos seus estados fundamentais, emitindo luz no processo. Essa emissão de luz confere ao metal um brilho metálico brilhante.

5. Altos pontos de fusão e ebulição

Como resultado da poderosa ligação metálica, a força atrativa entre os átomos do metal é bastante forte. Para superar essa força de atração, é necessária uma grande quantidade de energia. Esta é a razão pela qual os metais tendem a ter altos pontos de fusão e ebulição. Evidentemente, existem exceções, por exemplo, zinco (Zn), cádmio (Cd) e mercúrio (Hg).

Além disso, ligação metálica pode manter sua força mesmo quando o metal está em seu estado fundido. Por exemplo, o gálio derrete a 29,76 o C, mas entra em ebulição apenas a 2400 o C. Portanto, o gálio fundido é um líquido não volátil.

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Fonte

Byjus

Chemguide

Thoughtco

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