Ligação Metálica

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Ligação Metálica
Ligações iônicas
Geralmente, a ligação iônica é estabelecida entre elementos metálicos e elementos não metálicos
Os elementos metálicos transfere seus elétrons de valência para o elemento não-metálico. O metal passa a ser um cátion (íon de carga positiva) e o não metal passa a ser um ânion (íon de carga negativa)
Ao final da troca de elétrons, ambos os elementos tem sua camada de valência completa
A ligação iônica é a atração elétrica entre íons de cargas opostas
Elétrons de valência
Camadas de valência comkpletas
Atração elétrica 
Sólidos cristalinos: Células unitárias e rede cristalina
- Sólido cristalino: arranjo definido e bem ordenado de moléculas, átomos ou íons. 
Os cristais têm uma estrutura ordenada, que se repete.
- A menor unidade que se repete em um cristal é uma célula unitária.
A célula unitária é a menor unidade com toda a simetria de um cristal inteiro.
- Uma pilha tridimensional de células unitárias é a rede cristalina.
Estrutura dos compostos iônicos
- Em um composto iônico cristalino, os cátions e os ânios estão ordenados, ocupando posições fixas determinadas.
 - Cátions e ânions se alterna na rede cristalina para evitar repulsão entre íons de mesma carga
Retículo cristalino e célula unitária: número de coordenação
Em sólidos iônicos, o número de coordenação é o número de íons ao redor de um íons de carga oposta.
Número de coordenação do Na+=6
Número de coordenação do Cl-1=6
Propriedades dos compostos iônicos:
Rigidez: compostos iônicos são rígidos (se deformam pouco) pois cada um de seu íons interagem com muitos íons ao redor de carga oposta. Portanto os íons estão fortemente presos em suas posições no cristal o que os impede de deslizar uns sobre os outros e deformar
Sólidos iônicos são quebradiços
- Se compostos iônicos são submetidos a impacto (a), íons de cargas opostas podem se aproximarem dando origem à repulsão entre íons de mesma carga (b) e causando a fratura do material (c)
Propriedades dos sólidos iônicos
 Elevados ponto de fusão e ebulição: em um cristal, todos os íons estão “presos” entre si por ligações iônicas. Portanto é necessário aquecer o material a elevadas temperaturas para quebrar essas ligações e afastar os íons para que o matéria se torne um líquido ou um gás
Compostoiônico
Fórmula
Ponto defusão (oC)
Ponto de ebulição(oC)
Cloretode sódio
NaCl
808
1413
Sulfato de bário
BaSO4
1350
1580
Óxido de alumínio
Al2O3
2054
3000
Ponto de fusão e ebulição de compostos iônicos
Sólidos iônicos solúveis
-A rede cristalina de sólidos iônicos solúveis se desfaz quando dissolvida em água, liberando os íons na solução. Esse processo é chamado de dissociação
Representação da dissociação do cloreto de sódio:
S= sólido; aq = aquoso (dissolvido em água)
Para os sólidos iônicos solúveis em água, as moléculas de água rodeiam e isolam os íons uns dos outros, impedindo que íons de carga oposta se atraiam formando novamente o sólido.
Sólido iônico
Moléculas de água
Moléculas de água ao redor de um cátion
Moléculas de água ao redor de um ânion
Condutividade elétrica de sólidos iônicos fundidos ou soluções aquosas de sólidos iônicos solúveis
- Sólidos iônicos fundidos (no estado líquido) ou sólidos iônicos solubilizados em água apresentam íons com mobilidade que são responsáveis pela condução de corrente elétrica
A ligação metálica e os sólidos metálicos puros
Lítio (Li)
Alumínio (Li)
Ferro (Fe)
Cobre (Cu)
ouro (Au)
Zinco (Zn)
Ligação iônica e os sólidos iônicos
-O que é a ligação metálica?
Metais tem facilidade em perder seus elétrons de valência, formando cátions (íons com carga +)
Os elétrons de valência perdidos ficam “espalhados” entre os cátions metálicos formando uma “nuvem de elétrons” 
 A atração eletrostática entre os cátions e a “nuvem de elétrons” é a ligação metálica
Cálcio (Ca)
cátions K+
Elétrons de valência formando a “nuvem de elétrons” 
Propriedade dos metais
Condutividade elétrica: 
Filamento de cobre
Filamento de tungstênio
- Os elétrons da “nuvem de elétrons” em um metal tem capacidade de se movimentar (mobilidade) entre os íons metálicos dos sólidos metálicos. Isso justifica o aparecimento de uma corrente de elétrons em um circuito ligado a uma fonte elétrica. 
Propriedades dos metais
Condutividade térmica
- O fornecimento de energia à barra pela chama aumenta a energia cinética (aumenta o movimento) dos elétrons na extremidade do tubo.
- Como os elétrons possuem mobilidade no sólido metálico, eles transferem essa energia ganha rapidamente para todo o sólido metálico
Trocador de calor de placas
Propriedade dos metais
Maleabilidade: capacidade de mudar de formato sob pressão
Metal maleável
Golpe de martelo
Deslizamento de camada de cátions metálicos 
Cations metálicos podem se aproximar gerando repulsão
A “nuvem de elétrons” acompanha os movimento dos cátions e se posiciona entre eles evitando a repulsão eletrostática e a fratura do material
Força das ligações metálicas
Quanto mais forte a ligação metálica entre os elementos, maior o calor necessário para quebrar a ligação e separar os elementos. Como ocorre na fusão ou ebulição. Portanto, quanto maior o o ponto de fusão e ebulição do metal, mais forte é a ligação metálica.
Metal
Hg
Cs
Li
Mg
Fe
Au
W
Ponto de fusão (°C)
-39
29
179
651
1538
1063
3370
Ponto de ebulição (°C)
357
670
1336
1107
3000
2600
5930
Ligas metálicas
Latão
Liga zinco/cobre
bronze
Liga estanho/cobre
aço
Liga ferro/carbono
Liga chumbo/estanho
Sólidos cristalinos
Monocristais: são materiais com rede cristalina é contínua, sem rupturas até as bordas
Obtenção de monocristais metálicos
Sólidos amorfos
Sólidos policristalinos
Alumínio cobre zinco
São materiais formados por vários cristais menores, também chamados grãos 
Sólidos policristalinos
Crescimento dos cristais a partir do estado fundido
Material formado por vários cristais com orientações diferentes
Retículos de Bravais
Células unitárias
Número de átomos, íons ou moléculas por célula unitária
Células unitárias
Número de átomos, íons ou moléculas por célula unitária
Células unitárias
Célula unitária do NaCl
células unitárias cúbicas de corpo centrado
a
4R
a
a
Células unitárias: cúbica de face centrada
a
a
Células unitárias: cúbica de face centrada
Fator de empacotamento
Fator de empacotamento de células cúbicas