Prof. Luciane Soares2014

1. Constituição

METAL

GRANDE RAIO ATÔMICO

PEQUENA ENERGIA DE IONIZAÇÃO

PEQUENA ATRAÇÃOELÉTRON-NÚCLEO

TENDE A FORMAR CÁTIONS

2. Modelo para a ligação metálica

.e-

Ag+ (posições definidas no retículo, mas podem vibrar)

Elétrons deslocáveis (semi-livres)

.e-

.e-

.e-

.e-

.e-

.e-

Ver animação

Ligação metálica = atração entre cátions e elétrons semi-livres.

.e-.e-

.e-.e-

.e-.e-

.e-

.e-.e-

.e- .e-

.e-

.e-cátions

Elétronssemi-livres

Os elétrons semi-livres são atraídos por vários cátions.

Esquema 7

Cátions monovalentes: para cada cátion, há 1

elétron

Cátions bivalentes: para cada cátion, há 2

elétrons

3. Retículos cristalinos de alguns sólidos metálicos

http://semente.pro.br/portal/hiper/metalica/metalica.swf

Estados físicos

O que ocorre com a ligação metálica na mudança de fase de um metal?

3. Ligação metálica x substâncias

metálicas

Propriedades dos metais

Movimentação dos Elétrons semi-livres

Relacionada à

• Bons condutores elétricos e térmicos

• Brilham

• Alta maleabilidade e ductibilidade

Representação esquemática da corrente Representação esquemática da corrente elétrica no metalelétrica no metal

Os cátions vibram.O movimento de um elétron induz o movimento de outro elétron.O movimento é organizado apenas quando há condução elétrica.

cátions

Elétronssemi-livres

Sólidos metálicos conduzem bem calor

No estudo da transferência de calor, condução térmica é

a transferência de energia térmica entre átomos e/ou

moléculas vizinhas em uma substância devido a um

gradiente (diferença) de temperatura.

Em outras palavras, é um fenômeno de transferência

térmica causado por uma diferença de temperatura entre

duas regiões em um mesmo meio ou entre dois meios em

contato.

Fig.1 – Modelo para a condutividade térmica

Sólidos metálicos conduzem bem calor

Quanto maior a facilidade na transmissão de agitação

das partículas, maior a condutividade elétrica.

Os metais conduzem bem calor porque a transmissão da

agitação é favorecida pela presença dos elétrons semi-

livres. O movimento de um elétron induz facilmente o

movimento do elétron adjacente.

Sólidos metálicos possuem brilho

Os elétrons, localizados nas superfícies dos objetos metálicos, absorvem e irradiam a luz. Por isso, quando polidos, os objetos metálicos apresentam um brilho caraterístico.oSe o metal refletir todas as cores do espetro

eletromagnético a sua coloração será prateada;oSe o metal não refletir todas as cores do espetro

eletromagnético, refletirá uma única cor das radiações absorvidas.

Daí o ouro (Fig.1) ser amarelo e o cobre (Fig.2)

avermelhado.

Fig.1 - Ouro Fig.2 - Cobre

Sólidos metálicos são, geralmente, duros

.e-

.e-

.e-

.e-

.e-

.e-

.e-

.e-

.e-

.e-

.e-

.e-

Quando um plano de íons desliza sobre outro não há repulsão.

Quais amostras são ligas metálicas?

vídeo

https://www.youtube.com/watch?v=iVZBhubw8uI

Questões complementares

1) Responda às questões abaixo a respeito dos metais comuns no cotidiano:

a. Qual o único metal líquido a 20 ºC?b. Que metal tem cor amarela?c. Que metal possui cor avermelhada?d. Cite um metal usado em panelas e latas de refrigerante.e. Cite um metal que seja considerado bem denso.f. Que metal é constituinte de latarias de automóveis?g. Cite três metais usados na manufatura de joias

Questões complementares

2) (Cefet-PR) Analise as afirmações a seguir: I – O metal X é leve, sofre pouca corrosão e é bastante utilizado na construção civil (portões, esquadrias) e na fabricação de aeronaves (ligas leves);II – O metal Y forma com o estanho uma liga denominada bronze, muito utilizada na fabricação de monumentos;III – O metal Z de elevado ponto de fusão é frequentemente utilizado em filamentos de lâmpadas incandescentes.

Tais metais são, na ordem: a) Estanho, cromo, platina.b) Zinco, tungstênio, chumbo.c) Cobre, estanho, ouro.d) Alumínio, cobre, tungstênio.e) Estanho, alumínio, cobre.

Questões da apostila PAG. 300

O metal usado na fiação elétrica é o cobre. Ele apresenta alta condutividade elétrica (conduz bem eletricidade), ductibilidade (pode ser transformado em fio) e resistência à tração (o fio pode ser esticado sem se romper facilmente)

O metal prata tem maior condutividade elétrica, porém não é usado na fiação elétrica em função do seu alto valor econômico (custo).

O mercúrio tem menor condutividade elétrica porque ele é líquido na temperatura ambiente. No metal líquido, o movimento de translação do cátion, dificulta o movimento do elétron, o que implica menor condução elétrica.

O melhor material para conservar a bebida gelada é o isopor, já que ele apresenta menor condutividade térmica.

Alumínio (A): fabricação de panelas, esquadrias, folhas, tubos, aviação, automóveisCobre (Cu): fabricação do bronze (junto com o Sn) e do latão (junto com o Zn) e confecção de moedas. Fabricação de arames, fios, panelas, etc.Ferro (Fe): fabricação de esquadrias, ferramentas, pregos, etc.

Geralmente, são sólidos na temperatura ambiente. Alguns têm alta TF e TE e outros tem baixa Bons condutores elétricos e térmicos Alto brilho Alta maleabilidade

É bom salientar que os metais também são insolúveis em água, porém alguns reagem com a água, produzindo novas substâncias.Além das propriedades citadas no texto, podemos dizer que os metais são dúcteis (podem ser transformados em fios).

Os elementos metálicos apresentam grande raio atômico e pequena energia de ionização. Portanto, não atraem muito os elétrons de valência, tendendo a formar cátions. A ligação metálica ocorre devido atração entre os elétrons semi-livres e os cátions, o que leva a uma diminuição de energia do sistema, ou seja, estabilização.

e-

Cátion de Prata

elétron semi-livre (deslocável)

Obs.: não foram feitos modelos cinéticos. sabe-se que, na prata sólida, os cátions tem movimento vibracional. Os elétrons semi-livres possuem movimento vibracional, rotacional e translacional. na fase líquida, tanto os cátions quanto os elétrons semi-livres possuem todos os movimentos. No modelo, como o cátion é monovalente, para cada cátion deve haver 1 elétron semi-livre. Se for representado um cátion bivalente, para cada cátion deve haver 2 elétrons semi-livres.

A condutividade da prata na fase sólida é maior que da prata na fase líquida, já que as partículas no sólido estão mais organizadas e com menos movimento, facilitando o fluxo ordenado dos elétrons semi-livres.

OBS.: não foi feito um modelo cinético. Sabe-se que, no mercúrio líquido, há o movimento translacional, rotacional e vibracional tanto dos cátions quanto dos elétrons semi-livres.

A ligação é enfraquecida porque há o distanciamento dos cátions e elétrons semi-livres, o que diminui a atração entre essas partículas.

È uma mistura homogênea (solução sólida) envolvendo substâncias metálicas. Pode também constituir a liga, uma substância metálica junto com outras não metálicas.

Questões complementares3) (ENEM)

OUTROS RECURSOShttp://www.redescola.com.br/software/nrqpv061/nrqpv061.swf

http://www.unisinos.br/propulsor/wp-content/uploads/2011/05/LigacoesQuimicas.swf

http://www.slideshare.net/AnaFPinto/os-metais-e-as-suas-propriedades