Ligação metálica

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Ligação metálica é uma ligação química de átomos caracterizada normalmente por um subnível eletrônico d completo e um s incompleto pelo qual os elétrons fluem livremente através de uma estrutura cristalina definida. Em relação as condições normais de temperatura e pressão, a ligação metálica confere a substância um alto ponto de fusão e vaporização e usualmente apresenta uma densidade superior a outras ligações químicas. Tal ligação também fornece outras propriedades tais como maleabilidade, ductibilidade, brilho e alta condutividade mesmo quando no estado líquido.[1]

Existem dois modelos principais para explicar a ligação metálica. O modelo do mar de elétrons e o modelo da Teoria de bandas.

Modelo do mar de elétrons[editar | editar código-fonte]

Neste modelo o metal é retratado como uma rede de cátions metálicos imersos em um "mar" de elétrons de valência. Os elétrons encontram-se confinados ao metal por meio de atrações eletrostáticas aos cátions e distribuídos uniformemente ao longo da estrutura metálica. Mas apesar de presos à estrutura metálica, os elétrons possuem mobilidade por nenhum elétron estar vinculado a um cátion específico.

Ao expor o metal a uma diferença de potencial elétrico (ddp ou tensão elétrica), os elétrons fluem pelo metal no sentido do polo positivo para o metal a partir o polo negativo.

A condutibilidade térmica também pode ser explicada pela mobilidade dos elétrons, através da rápida transmissão de energia cinética pelo sólido.

A explicação deste modelo para a maleabilidade e ductibilidade dos metais vem do fato de os átomos metálicos formarem ligações com muitos vizinhos. A redistribuição dos elétrons acomoda parcialmente os átomos em suas novas posições.

Entretanto, este modelo não explica satisfatoriamente todas as propriedades dos metais. Um exemplo é a força de ligação entre os átomos metálicos que por este modelo deveria aumentar à medida que o número de elétrons de valência aumenta, resultando em um aumento dos pontos de fusão. Mas os metais do grupo 6 (Cromo, Molibdênio e Tungstênio), que ocupam o centro dos metais de transição tem os maiores pontos de fusão em seus respectivos períodos. Eventos similares ocorrem ao se analisar calor de fusão, dureza e ponto de ebulição.[2]

Ao buscar uma melhor explicação para estes fatos descritos anteriormente, é necessário conhecer o modelo da Teoria de bandas que contém uma abordagem da ligação metálica a partir da Teoria dos orbitais moleculares.[3]

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Referências

  1. Moeller,Therald. Chemistry: With Inorganic qualitative Analysis. New York : Academic Press, (1980), p.239-240
  2. BROWN, T., LEMAY, H.E., Química: A ciência central, 9ª ed, Pearson PrenticeHall, 2005. Páginas 866-867.
  3. KOTZ, John C.; TREICHEL JUNIOR, Paul M. Química Geral e Reações Químicas. vol. 1, 5ª. ed., São Paulo: Pioneira Thomson, 2005, página 562.
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