As ligações metálicas são interações químicas que ocorrem entre átomos de metais, que podem ser iguais ou diferentes. A conexão eletrônica produz características únicas, que diferenciam esse tipo de ligação das interações covalentes e iônicas.
Neste artigo, conheça como as ligações metálicas acontecem, quais são as características dos materiais que se formam a partir dela e as propriedades desses metais. Além disso, acompanhe a resolução de uma questão de vestibular sobre o tema.
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Conceito de ligação metálica
Uma ligação metálica acontece quando átomos de elementos metálicos interagem entre si. Nesse caso, a interação ocorre por meio de uma nuvem eletrônica. Isso significa que os elétrons podem transitar entre os diferentes átomos, por conta da configuração das partículas nessas estruturas.
Por meio desse tipo de ligação química é que são formadas as ligas metálicas, como o bronze, que é a união metálica entre átomos de cobre (Cu) e estanho (Sn). Outro exemplo de liga seria o aço, constituído de ferro (Fe), carbono (C), silício (Si), enxofre (S) e fósforo (P).
O que são metais?
Já foi mencionado que as ligações metálicas só podem acontecer entre átomos de metais, até mesmo o nome deixa isso evidente. Então, é essencial entender quais são os elementos dessa classificação, segundo a tabela periódica.
A primeira família da tabela (IA) é conhecida como Metais Alcalinos, nos quais estão inclusos césio, frâncio, lítio, potássio, rubídio e sódio. Depois, há a família IIA, com os Metais Alcalino-Terrosos: bário, berílio, cálcio, estrôncio e magnésio.
Existem ainda os Metais de Transição, que ficam nas famílias 1B até 8B (também chamadas de grupo 3 a 12). É nesse intervalo que estão inseridos os elementos metálicos mais famosos, como a prata, o ouro, o ferro, o cobre, a platina, o zinco, entre outros.
Por fim, existem ainda os Metais Representativos, que ficam na lateral dos metais de transição, como você pode observar na tabela periódica abaixo. Estão inclusos nesse grupo o alumínio, o estrôncio, o gálio e o chumbo, como exemplo.
Características das ligações metálicas
As ligações metálicas estão englobadas na teoria da nuvem eletrônica. Nessa descrição teórica, está pontuado que os átomos se agrupam formando arranjos cristalinos que podem ser cúbicos, poliédricos. Essas estruturas podem ser chamadas de retículos cristalinos, células metálicas, grades, entre outros nomes semelhantes.
Essa configuração acontece porque os átomos se posicionam um próximo do outro, formando conglomerados que se organizam eletronicamente. Nos casos de metais puros, os átomos são do mesmo elemento e, as ligas metálicas nem sempre adotam essa característica.
Análises profundas apontam que uma só grade cristalina possui milhões de átomos. Esse conceito pode ser bem compreendido se lembrarmos que átomos são partículas minúsculas que não são visíveis a olho nu ou microscópios simples.
As ligações metálicas, ainda, tem uma característica eletropositiva interessante. A configuração eletrônica dos elementos metálicos faz com que eles tenham uma forte tendência em perder elétrons (eletropositividade). Isso significa que esses átomos têm, também, facilidade para formar cátions.
É exatamente esse processo que acontece quando uma ligação metálica se forma. Os átomos começam a liberar elétrons que se tornam mais móveis dentro da estrutura cristalina. Mas, ao mesmo tempo, os cátions (positivos) exercem uma força de atração sobre as partículas, que são negativas.
Dessa forma, os elétrons ficam se movimentando dentro da estrutura, de forma que são liberados e atraídos simultaneamente. Esse trânsito de partículas eletricamente negativas propicia a teoria de nuvem eletrônica, porque sempre haverão elétrons ao redor da estrutura.
É um processo extremamente dinâmico, que acontece com muita rapidez: um átomo A libera elétrons que são atraídos pelo cátion B, e então o cátion B fica neutro e tende a liberar elétrons, que serão atraídos pelo cátion C, que também é neutralizado e eletropositivo e assim sucessivamente.
Ligações metálicas e as propriedades dos metais
A forma como as ligações metálicas se estabelecem explica as propriedades dos metais. Veja a seguir:
Condutibilidade
A liberdade de trânsito dos elétrons dentro do retículo cristalino favorece a condução de correntes elétricas por meio deles. Por isso, os metais são conhecidos como bons condutores e, inclusive, utilizados para esse fim, como é o caso do cobre que fica dentro dos fios de instalação.
Além da corrente elétrica os metais são bons condutores de calor, absorvendo e perdendo energia térmica com muita facilidade. É o que percebemos, por exemplo, quando o carro fica alguns minutos no sol e a lataria passa a ficar quente, ou como a sensação de pegar um plástico na geladeira é diferente de pegar uma lata de refrigerante.
Maleabilidade
Uma propriedade específica dos metais é a capacidade de adotar espessuras grossas ou finas, até mesmo em lâminas de milímetros. Essa é uma das características importantes na história da humanidade porque, a partir da Idade dos Metais, os homens passaram a manipular metais maleáveis para formar armas de defesa.
Ductilidade
Por fim, os metais são ótimos materiais para produzir fios. Nesse formato, inclusive, os metais são mais propensos a conduzir eletricidade, é por isso que os fios de cobre, já citados anteriormente, são tão essenciais nas redes de transmissão de energia elétrica.
Brilho metálico
Os metais brilham e essa característica pode ser visualizada a olho nu. Você sabe, por exemplo, que um carro tem um brilho característico, assim como alianças e jóias, placas de alumínio e etc. Esse fator acontece pela reflexão da luz, já que os elétrons ficam na superfície dos retículos e podem absorver e irradiar luminosidade.
Pontos de fusão e ebulição.
Com exceção do mercúrio, que é líquido em temperatura ambiente, os outros metais encontrados na natureza são sólidos nessas condições. E, inclusive, seus pontos de fusão e ebulição são elevados, por isso as indústrias que necessitam manipular esses elementos utilizam máquinas, fornos e muita energia em seus processos.
+ Veja também: Ligações químicas: tipos, características e exercícios
Questão de vestibular sobre ligações metálicas
(UECE) Um estudante de química encontrou, na bancada do laboratório, um frasco sem rótulo
contendo uma substância desconhecida inodora e incolor. Submeteu a amostra a alguns testes e descobriu que ela apresentava altas temperaturas de fusão e de ebulição, boa condutividade elétrica, grande maleabilidade e boa condutividade térmica.
A partir das informações coletadas, ele pode concluir acertadamente que o tipo de ligação predominante na citada substância era
a) covalente polar.
b) metálica.
c) covalente apolar.
d) iônica.
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