Ligação Metálicas e Propriedades dos Metais

Ligação metálica

Num sólido, os átomos estão dispostos de maneira variada, mas sempre próximos uns aos outros, compondo um retículo cristalino. Enquanto certos corpos apresentam os elétrons bem presos aos átomos, em outros, algumas dessas partículas permanecem com certa liberdade de se movimentarem no cristal. É o que diferencia, em termos de condutibilidade elétrica, os corpos condutores dos isolantes. Nos corpos condutores, muitos dos elétrons se movimentam livremente no cristal, de forma desordenada, isto é, em todas as direções. E, justamente por ser caótico, esse movimento não resulta em qualquer deslocamento de carga de um lado a outro do cristal.

Aquecendo-se a ponta de uma barra de metal, colocam-se em agitação os átomos que a formam e os que lhe estão próximos. Os elétrons aumentam suas oscilações e a energia se propaga aos átomos mais internos. Neste tipo de cristal os elétrons livres servem de meio de propagação do calor - choca-se com os átomos mais velozes, aceleram-se e vão aumentar a oscilação dos mais lentos. A possibilidade de melhor condutividade térmica, portanto, depende da presença de elétrons livres no cristal. Estudando-se o fenômeno da condutibilidade elétrica, nota-se que, quando é aplicada uma diferença de potencial, por meio de uma fonte elétrica às paredes de um cristal metálico, os elétrons livres adquirem um movimento ordenado: passam a mover-se do pólo negativo para o pólo positivo, formando um fluxo eletrônico orientado na superfície do metal, pois como se trabalham com cargas de mesmo sinal, estas procuram a maior distância possível entre elas. Quanto mais elétrons livres no condutor, melhor a condução se dá.

Os átomos de um metal têm grande tendência a perder elétrons da última camada e transformar-se em cátions. Esses elétrons, entretanto, são simultaneamente atraídos por outros íons, que então o perdem novamente e assim por diante. Por isso, apesar de predominarem íons positivos e elétrons livres, diz-se que os átomos de um metal são eletricamente neutros.

Os átomos mantêm-se no interior da rede não só por implicações geométricas, mas também por apresentarem um tipo peculiar de ligação química, denominada ligação metálica. A união dos átomos que ocupam os “nós” de uma rede cristalina dá-se por meio dos elétrons de valência que compartilham (os situados em camadas eletrônicas não são completamente cheias). A disposição resultante é a de uma malha formada por íons positivos e uma nuvem eletrônica.

Propriedades dos Metais

Nos retículos cristalinos dos metais, cada átomo está circundado por 8 ou 12 outros átomos, isto é, apresentam elevado número de coordenação. Como o conjunto é formado por átomos do mesmo elemento, as atrações são iguais em todas as direções.

Um metal, assim como qualquer outra substância ou matéria, é formado por elementos químicos sendo geralmente descrito como um aglomerado de átomos com caráter metálico em que os elétrons da camada de valência fluem livremente. Os metais são um dos três grupos dos elementos distinguidos por suas propriedades de ionização e de ligação, junto com metalóides e não-metais. Na tabela periódica, a linha diagonal entre o dúteis e maleáveis, tem geralmente um alto ponto de fusão, são geralmente duros, de cor amarelada, e conduzem eletricidade e calor. Tem estas propriedades principalmente porque cada átomo exerce somente uma fraca atração nos elétrons mais externos (elétron de valência); assim, os elétrons de valência formam um tipo de nuvem em torno dos átomos (teoria de bandas). A maioria dos metais são quimicamente estáveis, com a exceção notável dos metais alcalinos e alcalino-terrosos, encontrados nas duas primeiras colunas da esquerda da tabela periódica.

Uma lamina, barra ou fio de cobre é constituído por inúmero cátions* de cobre cercados por um "mar" de elétrons, sendo o agregado representado apenas por Cu, que é o símbolo do elemento e assim sucessivamente.

Além disso, os metais apresentam certas propriedades tais como a capacidade de se transformar em fios, chamada de ductibilidade , a capacidade de se transformar em lâminas, maleabilidade.