Ligação metálica
Disciplina de Química Geral
Profa. Marcia Margarete Meier
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Tipos de ligações químicas
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Ligação metálica
Propriedades físicas dos metais
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Importantes propriedades físicas dos metais puros: maleáveis, dúcteis, bons condutores
e frios ao tato.
A maioria dos metais é sólido com átomos em um empacotamento denso.
No Cu, cada átomo está rodeado por 12 vizinhos.
Não existem elétrons suficientes para que os átomos metálicos estejam ligados
covalentemente entre si.
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Ligação metálica
• A Ligação metálica é a ligação entre metal-metal.
• No estado sólido, os metais se agrupam de forma geometricamente ordenada,
• Formando células ou grades ou retículos cristalinos.
• Uma amostra de metal é constituída por um grande número de células unitárias
formadas por cátions do metal.
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Ligação metálica
• Na ligação entre átomos de metal ocorre a
liberação parcial dos elétrons mais externos,
com a conseqüente formação de cátions, que
forma as células unitárias.
• Esses cátions têm suas cargas estabilizadas
pelos elétrons que foram liberados e que
ficam envolvendo a estrutura como uma
nuvem eletrônica.
• Esses elétrons são dotados de certo
movimento e são chamados de elétrons livres.
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Ligação metálica
Modelo:: Mar de elétrons
Modelo
Considerando a mobilidade dos elétrons e a condutividade térmica e elétrica dos metais
criou-se o modelo do Mar de Elétrons
Modelo de mar de elétrons para a ligação metálica
•
Utilizamos um modelo deslocalizado para os elétrons em um metal.
– Os núcleos do metal existe em um mar de elétrons.
– Os elétrons nas ligações metálicas são compartilhados pelos átomos, formando uma
nuvem eletrônica, responsável pela alta condutividade elétrica e térmica (energia
cinética) – movimentação dos elétrons.
– Sem quaisquer ligações definidas, os metais são fáceis de deformar (e são maleáveis
e dúcteis).
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Ligação metálica
Características
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Ligação metálica
Características:: condutividade térmica
Características
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Ligação metálica
Modelo do orbital molecular para os metais
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A ligação deslocalizada requer que os orbitais atômicos em um átomo interajam com
orbitais atômicos em átomos vizinhos.
Exemplo: os elétrons da grafita estão deslocalizados sobre um plano inteiro, as
moléculas de benzeno têm elétrons deslocalizados sobre um anel.
Lembre-se: o número de orbitais moleculares é igual ao número de orbitais atômicos.
Nos metais há um número muito grande de orbitais
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Ligação metálica
Modelo do orbital molecular para os metais
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Ligação metálica
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Ligação metálica
TOM – Teoria de Bandas
Modelo do orbital
molecular para os metais
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•
•
À medida que o número de orbitais aumenta,
seu espaçamento de energia diminui e eles se
ligam.
O número de elétrons não preenche
completamente a banda de orbitais.
Conseqüentemente, os elétrons podem ser
promovidos para bandas de energia
desocupadas.
• Uma vez que as diferenças de energia entre os orbitais são pequenas, a promoção de
elétrons ocorre com um pequeno gasto de energia.
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TOM – Teoria de Bandas
Lower unoccupied Molecular Orbital
LUMO
HOMO
High occupied Molecular Orbital
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TOM – Teoria de Bandas
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Ligação metálica
TOM – Teoria de Bandas
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Ligação metálica
TOM – Teoria de Bandas
Diamante é um isolante. Existe grande
diferença energética entre as bandas
preenchidas e as bandas de condução
A grafite é condutora. A diferença energética
entre as bandas preenchidas e as bandas de
condução é pequena.
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