A Propriedade dos Metais

Metais

Características e Propriedades

A ligação metálica é a ligação entre metais e metais, formando-se as ligas metálicas, as quais são a união de dois ou mais metais, que são cada vez mais importantes no nosso dia a dia.

Na ligação entre átomos de um elemento metálico, ocorre liberação parcial dos elétrons mais externos, com a consequente formação de cátions, que formam as células unitárias. Esses cátions têm suas cargas estabilizadas pelos elétrons que foram liberados e que ficam envolvendo a estrutura como uma nuvem eletrônica. São dotados de um certo movimento e, por isso, chamados de elétrons livres.

Essa movimentação dos elétrons livres explica por que os metais são bons condutores elétricos e térmicos. A consideração de que a corrente elétrica é um fluxo de elétrons levou à criação da Teoria da Nuvem Eletrônica ou Teoria do “Mar” de elétrons.

Todos os metais são cristalinos, ou seja, os seus átomos estão posicionados em um arranjo repetitivo ou periódico ao longo de grandes distancias atômicas, isto é, existe uma ordem de longo alcance, tal que, na solidificação, os átomos irão se posicionar em um padrão tridimensional repetitivo, no qual cada átomo está ligado aos seus átomos vizinhos mais próximos. É uma ligação não direcional, possui número relativamente elevado de vizinhos e empacotamentos compacto para a maioria das estruturas cristalinas dos metais. Três estruturas cristalinas simples são encontradas para a maioria dos metais, são elas:

- Cúbica de Face Centrada (CFC)

Possui célula unitária com geometria cúbica, com átomos localizados em cada um dos vértices e nos centros de todas as faces do cubo, essas esferas se tocam uma nas outras ao longo de uma diagonal da face.

Exemplos: cobre, alumínio, prata, ouro, níquel, platina, paládio e chumbo.

Empacotamento: ABCABC.

- Cúbica de Corpo Centrado (CCC)

Possui uma célula unitária com átomos localizados em todos os oitos vértices e em um único átomo no centro do cubo.

Exemplos: crômio, molibdênio, nióbio, tântalo, sódio, lítio, vanádio e o tungstênio.

Empacotamento: ABAB.

- Hexagonal compacta (HC)

As faces superior e inferior da célula unitária são compostas por seis átomos que formam hexágonos regulares e que estão ao redor de um único átomo central.

Exemplos: zinco, cádmio, cobalto, berílio, zircônio, titânio e magnésio.

Empacotamento: ABAB.

Apenas o polônio possui estrutura cúbica simples. Uma particularidade dos metais é que eles não cristalizam no sistema hexagonal simples, pois o fator empacotamento é muito baixo.

Alguns metais podem ter mais de uma estrutura cristalina dependendo da temperatura e pressão, esse fenômeno é conhecido como polimorfismo. Geralmente as transformações polimórficas são acompanhadas de mudanças na densidade e mudanças de outras propriedades físicas.

Imperfeições Cristalinas

São elas: - Lacunas

- Interstíceos

- Átomos estranhos

Defeitos de Superfície

Falhas de empilhamento, comuns nos materiais cúbicos de face centrada. Ocorrem quando, em uma pequena região do material, há uma falha na sequência de empilhamento dos planos compactos. Nos cristais CFC esta sequencia é do tipo ABCABC nos HC ela é ABAB, uma sequência ABCABABCABC em uma região do cristal CFC, caracteriza uma falha no empilhamento, que vem ser uma pequena região do HC dentro do CFC.

Teoria de Bandas

Nos materiais sólidos, os átomos estão muito próximos de forma que suas órbitas mais externas acabam se sobrepondo gerando bandas de energia, que podem 3 estar ocupadas por elétrons na banda de valência (BV) ou não na banda de condução (BC). Nos sólidos metálicos, há uma sobreposição parcial entre a BV e a BC. Nos outros materiais, há um salto de energia entre essas bandas, que é pequeno nos materiais semicondutores e é grande nos isolantes elétricos. Todos os materiais sólidos têm bandas de energia, entretanto, sua importância é maior para os sólidos metálicos, pois a teoria de bandas explica características dos metais como alta condutividade elétrica, alta condutividade térmica e brilho.

São estas ligações e suas estruturas que os metais apresentam uma série de propriedades bem características, como por exemplo o brilho metálico, a condutividade elétrica, o alto ponto de fusão e ebulição, a maleabilidade, a ductilidade, a alta densidade e a resistência à tração.

Aplicações

Os metais são utilizados com frequência no nosso dia a dia. Quando vamos as compras,

passar na rua podemos ver inúmeras utilizações dos metais. Dos carros, canteiros de

rua às portas as janelas e aos portões das nossas casas, em todo lugar encontramos metais.

O nosso telefone celular, o computador e etc.

Até no supermercado encontramos metais , as latinhas de conserva entre outros objetos que todos nos utilizamos

Se tentarmos imaginar as nossas vidas sem

essas utilizações de metal provavelmente não iríamos reconhecer as nossas casas nem os