A ligação metálica

A ligação metálica é uma ligação química que ocorre em metais e ligas metálicas. Considera-se que os átomos da estrutura cristalina do metal se encontram num estado ionizado (catiões) e que os electrões de valência (frequentemente também designados por electrões livres) se encontram deslocalizados, formando aquilo que se designa por mar de electrões. A ligação metálica resulta assim através das interacções electrostáticas atractivas entre os iões positivos e os electrões deslocalizado (figura 1).

A ideia da formação do mar de electrões foi proposta, em 1900, pelo físico alemão Paul Drude. Neste modelo, os electrões de valência apresentam uma elevada mobilidade, não se encontrando ligados a nenhum átomo em particular. A formação do mar de electrões é explicada pela baixa energia de ionização e baixa electronegatividade dos metais que facilmente podem formar iões Mn+. Deste modo, os electrões de valência destes elementos facilmente se podem deslocalizar, criando assim um conjunto de electrões livres. Porém, esta teoria é um modelo simplificado que apenas descreve qualitativamente como as ligações ocorrem nos metais, não permitindo explicar de uma forma quantitativa as diferenças nas propriedades dos diversos metais. Posteriormente, com o advento da mecânica quântica, o físico suíço Felix Bloch publicou, em 1928, um trabalho que deu origem à teoria das bandas, que permite a racionalização e previsão das propriedades térmicas, eléctricas e magnéticas dos metais.

Os metais apresentam diferentes forças de ligação, que são traduzidas pelas temperaturas de fusão e ebulição. Verifica-se que os elementos metálicos que têm maior número de electrões de valência, um menor tamanho e maior carga nuclear (número atómico) apresentam temperaturas de fusão e ebulição mais elevadas, indicando assim que nestes elementos as ligações são mais fortes.

As ligações metálicas são responsáveis pelas propriedades características dos metais. A condutibilidade eléctrica e térmica é facilmente explicada pela elevada mobilidade dos electrões deslocalizados que se encontram no mar de electrões.

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