A IMPORTÂNCIA DO METAL

1 A IMPORTÂNCIA DO METAL

De acordo com Easterling (2002), um metal é um material (um elemento, composto ou liga) que é tipicamente duro, opaco, brilhante e possui boa condutividade elétrica e térmica. Os metais são geralmente maleáveis – isto é, podem ser martelados ou pressionados permanentemente fora de forma sem quebrar ou quebrar -, bem como fusível (capaz de ser fundido ou derretido) e dúctil (capaz de ser extraído para um fio fino). Cerca de 91 dos 118 elementos na tabela periódica são metais; os outros são não metálicos ou metaloides. Alguns elementos aparecem em formas metálicas e não metálicas.

Os astrofísicos usam o termo “metal” para descreverem coletivamente todos os elementos além do hidrogênio e do hélio, os dois mais simples, em uma estrela. A estrela combina átomos menores, principalmente o hidrogênio e hélio, para fazer maiores ao longo de sua vida. Nesse sentido, a mentalidade de um objetivo é a proporção de sua matéria composta por todos os elementos químicos mais pesados e não apenas por metais tracionais (EASTERLING, 2002).

Segundo Smith (2003), muitos elementos e compostos que normalmente não são classificados como metais levaram-se metálicos sob altas pressões. Estes são formados como metálicos de não metais.

A força e a resistência dos metais levaram ao uso frequentemente no prédio e na construção de pontes, bem como na maioria dos veículos, muitos eletrodomésticos, ferramentas, tubos, sinais não iluminados e trilhos ferroviários. Os metais preciosos foram historicamente utilizados como cunhagem (SMITH, 2003).

1.1 OS METAIS

Os metais são geralmente inclinados a forma cátions através de perda de elétrons, reagindo com oxigênio no ar para formar óxidos em vários intervalos de tempo (ferrugem de ferro ao longo dos anos, enquanto o potássio queima em segundos) (SHAKELFORD, 2008).

Os metais de transição (como ferro, cobre, zinco e níquel) são mais lentos para se oxidar porque formam uma camada apassivadora de óxido que protege o interior. Outros, como paládio e ouro, não reagem com atmosfera. Alguns metais formam uma camada barreira de óxido na sua superfície que não pode ser penetrada por moléculas de oxigênio e, assim, mantêm sua aparência brilhante e boa condutividade durante muitas décadas (como alumínio, magnésio, alguns aços e titânio). Os óxidos de metais são geralmente básicos, em oposição aos dos não metálicos, que são ácidos. As exceções são principalmente óxidos com estados de oxidação muito altos, tais como CrO 3, Mn 2 O 7 e OsO 4, que possuem reações estritamente ácidas (SHAKELFORD, 2008).

Pintura, anodização ou chapeamento de metais são boas maneiras de evitar sua corrosão. No entanto, um metal mais reativo na série eletroquímica deve ser escolhido para o revestimento, especialmente quando se espera o desbaste do revestimento. A água e os dois metais formam uma célula eletroquímica, e se o revestimento é menos reativo, o revestimento promove a corrosão (CALLISTER, 20020).

1.2 METAIS NA FORMA FÍSICA

Segundo Chiaverini (2012), os metais em geral possuem alta condutividade elétrica, alta condutividade térmica e alta densidade. Normalmente, são maleáveis e dúcteis, deformando sob o estresse sem escorrimento. Em termos de prioridades ópticas, os metais são brilhantes e lustrosos. Folhas de metal além de alguns micrometros de espessura aparecem opacas, mas a folha de ouro transmite luz verde.

Embora a maioria dos metais tenha maiores densidades do que a maioria dos não-metálicos, há uma grande variação em suas densidades, sendo o lítio o elemento sólido menos denso e o ósmio mais denso. Os metais alcalinos e alcalino-terrosos nos grupos IA e II A são referidos como metais leves porque têm baixa densidade, baixa dureza e baixos pontos de fusão. A alta densidade da maioria dos metais e devido á rede de cristal bem embalada da estrutura metálica (CHIAVERINI, 2012).

A força das ligações metálicas para diferentes metais atinge um máximo ao redor do centro do metal de transição série, uma vez que esses elementos possuem grandes quantidades de elétrons desvocalizados em ligações metálicas de ligação apertada. No entanto, outros fatores (como raio atômico, carga nuclear, número de ligações orbitais, sobreposição de energias orbitárias e forma de cristal) também estão evolvidos (CHIAVERINI, 2012).

1.3 PROPRIEDADES ELÉTRICAS

Para Padilha (2014), o enchimento dos estados eletrônicos em vários tipos de materiais em equilíbrio. Aqui, a altura é energia enquanto a largura é a densidade dos estados disponíveis para uma certa energia no material listado. A sombra segue a distribuição Fermi-Dirac (perto = todos os estados preenchidos, branco = sem preenchido). Em metais e semi metais o nível de Fermi E F encontra-se no interior de pelo menos uma banda. Em isoladores e semicondutores, o nível de Fermi está dentro de um intervalo de banda; no entanto, em semicondutores, as bandas estão próximas o suficiente para que o nível de Fermi seja povoado termicamente com elétrons ou furos.

As condutas elétricas e térmicas dos metais são originárias do fato de que seus elétrons eternos são desloca lizados. Esta situação pode ser visualizada ao ver a estrutura atômica de um metal como uma coleção de átomos embutidos em um mar de elétrons altamente móveis. A condutividade térmica, bem como a consideração dos elétrons para capacidade calorifica e a condutividade térmica dos metais podem ser calculados a partir do modelo de elétrons livre, que não leva em consideração a estrutura detalhada da rede de íons (PADILHA, 2014).

De acordo com Brittan (2002), a transferência de energia é mais forte quando há pouca resistência. Em uma mesa brilhante, isso ocorre quando uma bola atinge outra bola, passando a maior parte de sua energia para próxima bola. Se uma única bola atinge várias outras bolas, cada uma delas terá apenas uma fração da energia.

Da mesma forma, condutores mais eficientes da eletricidade são os metais que possuem um único elétron de valência livre para se mover e provoca uma forte reação de repulsão em outros elétrons. Este é o caso nos metais mais condutores, como prata, ouro e cobre, que cada um tem um único elétron de valência que se move com pouca resistência e causa uma forte reação de repulsão (OKAMURA).

 Os metais semicondutores (ou metaloides) possuem um maior número de elétrons de valência (geralmente quatro ou mais), de modo que, embora possam conduzir eletricidade, são ineficientes na tarefa. No entanto, quando aquecido ou dopado com outros elementos, semicondutores como o silício e o germânio podem se tornar condutores de eletricidade extremamente eficientes (SMITH, 2003).

A condução em metais deve seguir a Lei de Ohm, que afirma que a corrente é diretamente proporcional ao campo elétrico aplicado ao metal. A variável chave na aplicação da Lei de Ohm é a resistividade de um metal. A variável chave na condutividade elétrica, avaliando quão fortemente um metal se opõe ao fluo de corrente elétrica. Isso geralmente é medido nas faces opostas de um cubo de material de um metro e descrito como um medidor de Ohm (Ω.m). a resistividade é muitas vezes representada pela letra grega rho (p) (NORTON, 2004).