Química Inorgânica 04 - Ligação Metálica

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Química
Inorgânica
Ligação metálica
 1- Teoria do Mar de Elétrons
· Em um metal há muitos átomos. Cada um deles doará um elétron e esses elétrons doados ficarão circulando entre todos os átomos.
· Nenhum é localizado entre dois átomos do metal, podendo fluir livremente. Isso explicaria a dureza do metal.
· Não possuem ligações definidas, sendo fáceis de ionizar (retirar um elétron). Perdurou por muito tempo, mas agora se sabe que não é precisa, pois segundo essa teoria, à medida que o número de elétrons aumenta, a força da ligação deveria aumentar e o ponto de fusão também aumentar.
 A teoria diz que em um composto metálico, os elétrons dos átomos que os compõem rotacionam, passando por todos os átomos. Nenhum elétron da rede tem lugar específico, eles fluem livremente pelo metal. Assim, um metal seria um aglomerado de átomos imersos em um mar de elétrons.Por causa dessas ligações indefinidas são fáceis de ionizar, a energia necessária para retirar um elétron é pequena. Essa teoria foi aceita por muito tempo, mas descobriram-se falhas nela. Por exemplo, segundo a teoria, quanto mais átomos interagindo, mais elétrons, portanto a força de ligação deveria ser maior e o ponto de fusão também maior, mas experimentalmente não é isso que acontece.
 A prata tem tendência de perder um elétron para fazer a ligação e formar a estrutura metálica, formando o íon Ag+. O alumínio tem tendência de gerar um íon Al+3, cedendo 3 elétrons para interagir e formar a estrutura. Seguindo a teoria do mar de elétrons, por razão do alumínio ceder mais elétrons do que a prata, uma barra de alumínio, por exemplo, deveria ser mais forte e possuir o ponto de fusão maior do que da prata. Porém, na realidade, observamos que a prata é mais rígida e possui ponto de fusão maior do que o do alumínio, fazendo com que a teoria caia em desuso.
2- Teoria de Bandas (teoria do orbital molecular aplicada à ligação metálica)
Uma molécula é composta de diferentes átomos. A quantidade de átomos determinará a quantidade de orbitais em uma molécula. Na ligação metálica, são muitos os átomos que interagem, gerando assim uma grande quantidade de orbitais. Por razão do número de orbitais ser elevado, a distância entre eles é pequena pois à medida que o número de orbitais aumenta, a distância entre eles diminui. Esses elétrons que segundo a teoria do mar de elétrons estariam soltos, ocupam os orbitais moleculares, que estão muito próximos em energia. Essa rede de orbitais moleculares muito próximos é chamada de banda de orbitais moleculares.
Esses elétrons, que estão ocupando os orbitais moleculares, podem ser facilmente excitados para um orbital de maior energia, visto que a diferença de energia entre os orbitais de uma banda é muito pequena.
Isso explica o fato do metal ser um bom condutor de eletricidade. Um elétron de uma tomada vai para o metal e pode facilmente entrar uma banda e um elétron do metal pode sair para continuar a transmissão de energia.
Em metais o número de elétrons não preenchem totalmente as bandas, havendo bandas desocupadas para onde elétrons podem ser promovidos.
Nos orbitais moleculares de um metal, há um espaço, uma diferença de energia entre uma banda e os orbitais vazios. Chamamos a banda de orbitais ocupados “Banda de Valência” e a banda dos orbitais vazios “Banda de condução”.
· Metais Isolantes: Existe uma grande diferença de energia entre as bandas de condução e valência. Com uma diferença de energia muito grande, o elétron da banda de valência não consegue ir para a banda de condução.
· Metais Condutores: Existe uma pequena diferença de energia entre as bandas de condução e valência. Com isso, é muito fácil um elétron da banda de valência chegar à banda de condução e conduzir eletricidade.
· Metais Semicondutores: Existe uma diferença intermediária de energia entre as bandas de condução e de valência.
Por isso átomos com maior número de elétrons fazem ligações mais fortes porque irão formar mais orbitais. Consequentemente seu ponto de fusão também é maior.
· Banda: Orbitais moleculares muito próximos em energia.
· Quanto maior o número de átomos interagindo em um metal, seu espaçamento de energia diminui e ocorre tendência de ligação. 
· As bandas são orbitais moleculares próximos em energia.
· Metais são bons condutores de eletricidade porque elétrons podem facilmente ser promovidos à outras bandas.