Aula 08 - Ligacoes Quimicas - Metalica

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CEEP - Professora Maria do Rosário Castaldi 
Curso Técnico Eletromecânica - Subsequente Turma 2º NA Turno Noturno 
Disciplina Mecânica Período 
Professor(a) Rogério Oliveira Data 
Atividade Ligações Químicas: Metálicas Valor 
Aluno(a) Nº 
 
LIGAÇÕES QUÍMICAS 
Relevância do Tema 
Ligações Químicas Metálicas são o pilar que sustenta as propriedades e reações dos metais, que, por sua vez, 
são a espinha dorsal da nossa sociedade industrializada. Entender a formação e as características dessas 
ligações é fundamental, não apenas para a Química, mas também para a compreensão de muitos fenômenos 
que encontramos no nosso dia a dia. Através do estudo destas ligações, conseguimos explicar desde porque 
os metais são bons condutores elétricos até porque eles são maleáveis. 
Contextualização 
No vasto universo das Ligações Químicas, as ligações metálicas despontam como um contraponto fascinante 
às muito conhecidas ligações iônicas e covalentes. Juntas, essas três ligações englobam a maioria dos 
compostos e substâncias que encontramos no mundo. As ligações iônicas e covalentes focam no 
compartilhamento e transferência de elétrons, enquanto as metálicas se concentram na “doação e repulsão” 
eletrônica em um grande mar móvel de elétrons deslocalizados. 
Portanto, o estudo das ligações metálicas é um passo essencial na compreensão da Química e de como a 
estrutura atômica dos materiais influencia as suas propriedades macroscópicas. Também, é um primeiro passo 
para o entendimento da Física Quântica e das teorias de bandas de energia, que são fundamentais para a ciência 
da matéria condensada, tecnologia de semicondutores, eletroquímica, entre outras áreas. 
Desenvolvimento Teórico 
Componentes 
• Teoria do Mar de Elétrons: Esta teoria propõe que os átomos metálicos não perdem nem ganham 
elétrons, mas sim compartilham-nos com todos os átomos vizinhos, formando uma “nuvem” de elétrons 
que se movimentam livremente. A força de atração entre essa nuvem e os cátions gera a ligação 
metálica. 
• Estrutura dos Metais: A estrutura cristalina dos metais é formada por um arranjo regular de cátions 
imersos em um “oceano” de elétrons, onde cada cátion tem como vizinhos imediatos vários outros 
cátions. 
• Condutividade Metálica: Devido à liberdade de movimentação dos elétrons na estrutura metálica, os 
metais são bons condutores de calor e eletricidade. 
• Maleabilidade e Ductilidade: A “nuvem” de elétrons móveis é capaz de reorganizar-se quando uma 
força é aplicada ao metal, o que confere aos metais suas características de maleabilidade e ductilidade. 
• Ligas Metálicas: Resultam da adição intencional de impurezas ou outros metais à matriz metálica. As 
propriedades de uma liga metálica podem ser modificadas pela seleção e pela concentração das 
impurezas. 
Termos-Chave 
• Ligação Metálica: É a ligação química que ocorre entre átomos de metais devido à atração eletrostática 
entre cátions e elétrons deslocalizados. 
• Deslocalização Eletrônica: Decorre do fato de que os elétrons em uma ligação metálica não estão 
fortemente ligados a nenhum átomo em particular, mas são compartilhados por todos os átomos. 
• Cátion: Átomo que ganhou elétrons, tornando-se eletricamente positivo. 
• Estrutura de Bandas: Representação gráfica da energia dos orbitais atômicos que, no estado sólido, se 
sobrepõem e formam regiões contínuas de energia chamadas bandas. 
Exemplos e Casos 
• Sódio (Na): O sódio é um metal que, quando se ioniza, forma cátions Na+. Esses cátions se organizam 
em um arranjo cristalino e compartilham seus elétrons periféricos em uma nuvem eletrônica, formando 
a ligação metálica. Isso explica por que o sódio é um bom condutor de eletricidade e tem uma baixa 
temperatura de fusão. 
• Cobre (Cu): O cobre é outro exemplo de metal que forma a ligação metálica. Devido à força da ligação 
metálica, o cobre é um metal duro, com alta temperatura de fusão e boa condutibilidade elétrica. 
• Ligas de Aço: O aço é uma liga metálica que contém ferro e carbono, além de outros elementos, em 
proporções definidas. A adição de carbono à estrutura do ferro, por exemplo, altera a distribuição dos 
elétrons, modificando suas propriedades e resultando em uma liga com maior resistência e dureza do 
que o ferro puro. 
Resumo Detalhado 
Pontos Relevantes: 
• Natureza da Ligação Metálica: Uma ligação metálica é formada quando os átomos de metal compartilham 
seus elétrons de valência. Isso cria uma “nuvem de elétrons” em torno dos átomos metálicos, que se movem 
livremente e são responsáveis pelas propriedades únicas dos metais. 
• Mar de Elétrons: A teoria do mar de elétrons argumenta que os elétrons de valência dos átomos de metal não 
são localizados em ligações covalentes, mas sim formam um grande “mar” de elétrons que envolve os cátions 
com suas cargas positivas. O mar de elétrons é a razão pela qual os metais são bons condutores de eletricidade. 
• Estrutura dos Metais: Os metais têm uma estrutura cristalina, com os cátions arranjados regularmente e uma 
nuvem de elétrons entre eles. A força de atração entre os cátions e a nuvem de elétrons é a ligação metálica. 
• Propriedades dos Metais: Devido à sua estrutura única, os metais têm muitas propriedades distintas, como 
alta condutividade elétrica e térmica, maleabilidade e ductilidade. 
• Ligas Metálicas: As ligas metálicas são substâncias que contêm dois ou mais elementos, sendo pelo menos um 
deles um metal. A adição de outros elementos às ligas metálicas pode alterar significativamente suas 
propriedades. 
Conclusões: 
• A compreensão das ligações metálicas fornece uma base para explicar as propriedades e comportamentos dos 
metais, bem como o funcionamento de muitas tecnologias modernas. 
• Os elétrons deslocalizados na ligação metálica formam uma “nuvem” de elétrons que é responsável pela 
condução de calor e eletricidade, bem como pela maleabilidade e ductilidade dos metais. 
• As ligas metálicas demonstram como a adição de impurezas ou outros metais pode alterar as propriedades de 
um metal, evidenciando a importância das ligações metálicas na ciência dos materiais e na engenharia. 
Exercícios: 
1. Descreva o processo de formação de uma ligação metálica. Explique a teoria do mar de elétrons e como ela 
se relaciona com a estrutura e as propriedades dos metais. 
2. Qual é a diferença entre um metal e um não-metal no que diz respeito a suas propriedades de condução 
elétrica? Explique essa diferença em termos de ligações químicas. 
3. O que é uma liga metálica e como ela difere de um metal puro? Dê um exemplo de uma liga metálica e 
explique como a adição de outro elemento altera suas propriedades.