Ligações Metálicas e as Propriedades dos Metais

Ligação metálica é a ligação feita entre os metais da Tabela Periódica.

Os metais têm como característica possuir baixa eletronegatividade e, por isso, apresentam tendência a perder elétrons da camada de valência, formando cátions. Os elétrons soltos são chamados de elétrons livres.

Os elétrons livres não se afastam do retículo cristalino, mas, por apresentar mobilidade, circulam livremente formando uma nuvem eletrônica que rodeia a estrutura e gera uma força que faz os átomos de metal permanecerem juntos. A ligação metálica é o efeito da relação entre os elétrons livres e os cátions que estão fixos no cristal, ou seja, um conjunto de cátions imerso em um mar de elétrons. É essa estrutura do metal que lhe permite ser um ótimo condutor elétrico.

Os metais podem conduzir eletricidade estando tanto no estado líquido (metal fundido) como no sólido. O Mercúrio (Hg) é um dos metais que se encontra em estado líquido na natureza.

Como os metais são constituídos por átomos do mesmo tipo, a fórmula das substâncias metálicas são os próprios símbolos dos elementos, como por exemplo, a fórmula do ferro é Fe. As ligações metálicas não apresentam fórmula eletrônica.

Os metais apresentam, normalmente, uma aparência de cor cinza brilhante, exceto dois tipos, o ouro (Au) e o cobre (Cu) que possuem cor dourada e avermelhada, respectivamente.

Propriedade dos Metais

Os metais apresentam propriedades características desse elemento graças ao seu retículo cristalino, o que faz com que eles sejam úteis no dia a dia. Essas propriedades surgem do tipo de estrutura e do tipo de ligação existente entre os metais.

– Condutor de eletricidade: os metais são excelentes condutores elétricos, sendo usados em fios elétricos. Essa propriedade existe porque os metais possuem elétrons livres que permite a passagem rápida de eletricidade por entre o metal. Quando os elétrons são colocados a uma voltagem muito alta eles se dirigem aos cátions, esse movimento é conhecido como corrente elétrica.

– Condução de calor: devido à movimentação dos elétrons e o rápido fluxo de calor, os metais são usados em panelas e caldeiras industriais.

– Densidade elevada: os metais são densos por causa da estrutura dos retículos cristalinos.

– Ponto alto de fusão e ebulição: a força de atração criada pelos elétrons livres é muito forte mantendo os átomos juntos. Para que essa ligação seja quebrada é preciso ceder muita energia externa. É devido a isso que os metais podem ser usados em recipientes onde ocorrem fortes aquecimentos e não derretem, como por exemplo, em reatores nucleares.

Um exemplo é o tungstênio (W), o metal que apresenta maior ponto de fusão e é usado na produção de filamentos de lâmpadas incandescentes.

– Resistência a tração: os fios metálicos apresentam resistência quando puxados ou alongados, porque a intensidade da ligação metálica é muito forte e difícil de quebrar. Devido a isso, esses metais são usados em cabos de aço de elevadores e dentro de estruturas de concreto usadas na construção de edifícios.

– Maleabilidade e ductibilidade: maleabilidade é a capacidade de modelar os metais e ductibilidade torna os fios de metal mais resistentes quando expostos ao aquecimento.

Ligas Metálicas

As ligas metálicas são o resultado da junção de dois ou mais metais ou de um metal com alguma outra substância, dando origem a um material com propriedades metálicas.

A formação das ligas metálicas acontece com o aquecimento de um grupo de metais até que eles derretam. Após isso, a mistura é colocada em repouso até seu resfriamento e sua solidificação total.

As ligas metálicas apresentam grande utilidade, pois possuem várias vantagens que os metais sozinhos não apresentam. O que acontece normalmente é que os metais isolados não tem todas as qualidades para as mais variadas aplicações, sendo muitas vezes extremamente duros ou moles demais. Ao juntar um metal a outro é viável aumentar o seu ponto de fusão, sua resistência mecânica, diminuir sua condutividade elétrica e outros.

Esse tipo de liga pode ser adaptado de modo a obter propriedades que se quer que o metal detenha para determinada situação. Essas características dependem dos mais variados fatores, como: os elementos que constituem a liga, a quantidade em que cada um deles é encontrado, a estrutura do reticulo cristalino, o tamanho e o arranjo dos cristais e os tratamentos que a liga vai precisar sofrer.

Para a indústria, os metais nem sempre apresentam as características necessárias, por isso as ligas foram criadas, para modificar ou acrescentar as propriedades diferentes que faltam no metal puro, podendo ser mais utilizadas.

O tipo de cristal presente na mistura diferencia os tipos de ligas metálicas. Existem três tipos:

– Liga homogênea: os retículos cristalinos por apresentarem formas e tamanhos semelhantes, acabam originando um único retículo cristalino.

– Liga heterogênea: os retículos cristalinos apresentam características diferentes e por isso formam cristais independentes.

– Composto intermetálicos: ligas metálicas que possuem organização química bem definida, mas são diferentes dos compostos comuns porque não existe troca nem compartilhamento de elétrons, apenas uma junção dos metais em um único retículo cristalino.