O cobre metálico é bastante utilizado na confecção de fios condutores de eletricidade. baseado na propriedade de condutividade elétrica dos metais pode-se afirmar a respeito do fio de cobre, que:

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Como os metais são formados por átomos do mesmo tipo, a fórmula das substâncias metálicas é representada pelo próprio símbolo do elemento, como por exemplo, a fórmula da substância prata é Ag, da substância ferro é Fe, da substância ouro é Au, e assim por diante. A ligação metálica não possui fórmula eletrônica.

As ligas metálicas são resultado da união de metais entre si ou de metal com outra substância. Para a indústria, os metais puros (na maioria das vezes) não apresentam as características necessárias para determinadas aplicações. As ligas são criadas para modificar ou acrescentar propriedades diferentes as originais do metal puro, podendo ser utilizadas mais largamente. 

Ao ligar um metal a outro elemento é possível, por exemplo, aumentar o ponto de fusão, a resistência mecânica, diminuir a condutividade elétrica, conferir resistência à corrosão, entre outros. Por exemplo, para aumentar a dureza do material, utiliza-se o ouro de 18 quilates para fabricar joias, que é uma liga de ouro, prata e cobre. Para diminuir a maleabilidade do material, adiciona-se uma pequena quantidade de cobre à prata pura, resultando na prata de lei.

As ligas metálicas podem ser classificadas em ligas ferrosas e ligas não ferrosas. As ligas ferrosas são as que apresentam o ferro (Fe) como constituinte principal. Alguns exemplos:Aço: liga de ferro e carbono. Com resistência à tração elevada, pode ser utilizada em peças que sofrem elevada tração como, por exemplo, em pontes e construções. Apresentam teor de carbono abaixo de 1%.

Aço inoxidável: liga de ferro, carbono, cromo e níquel. Por não sofrer oxidação, é amplamente utilizada em equipamentos para indústria, na fabricação de utensílios domésticos e peças de carros.As ligas não ferrosas são as que não apresentam o ferro como principal constituinte. Alguns exemplos:Latão: liga de zinco e cobre. São resistentes à corrosão, inclusive à água do mar. É utilizada em torneiras, navios, armas, e devido a sua flexibilidade também é utilizado na fabricação de instrumentos musicais.

Bronze: liga de cobre e estanho. O estanho aumenta a resistência mecânica e a dureza do cobre. Possui também elevada resistência à corrosão. É utilizada para fabricar moedas, estátuas, sino, entre outros.

Ligas de alumínio: apresentam elevada condutividade elétrica e térmica, baixa temperatura de fusão e baixa densidade. Os elementos de liga são: Cu, Si, Mg, Zn, Li.

Magnálio: liga de magnésio e alumínio. Devido à baixa densidade é utilizadas em peças de avião.

Zamac: liga de zinco, alumínio, magnésio e cobre. Possui boa resistência à tração, corrosão e choques. É utilizada em fechaduras, brinquedos entre outros.

(UFRN) O cobre metálico é bastante utilizado na confecção de fios condutores de eletricidade. Baseado na propriedade de condutividade elétrica dos metais pode-se afirmar a respeito do fio de cobre, que:a) é constituído de íons metálicos positivos em posições ordenadas, com os elétrons de valência movimentando-se em todo o fio. b) é constituído de moléculas. c) seus átomos estão unidos por ligações iônicas.d) as forças eletrostáticas que unem os átomos de cobre no fio são resultantes das interações dipolo-dipolo.e) as ligações nele existentes são covalentes.

Gabarito
Letra A. O fio de cobre apresenta ligação metálica, entre os átomos de cobre, que apresentam cátions fixos, rodeados por uma nuvem de elétrons.

(UFMG) Uma substancia pura, sólida, que é também um isolante elétrico, pode apresentar todos os tipos de ligações, exceto:a) covalente apolarb) covalente polarc) iônicad) metálicae) molecular

GabaritoLetra D. Por ser um isolante elétrico, sabemos que não se trata de um metal, já que os metais são bons condutores de eletricidade. Logo, a substância em questão poderá realizar todas as ligações, exceto a metálica, pois esta só ocorre entre metais.

A alta eletropositividade dos metais levou os cientistas a criarem um modelo de ligação metálica baseado na atração entre cátions e elétrons em uma estrutura cristalina.

Dos 112 elementos químicos que são apresentados na Tabela Periódica, 87 são metais. Os metais são cada vez mais usados em diversos setores da sociedade: o ferro é usado em estruturas metálicas de construções, é usado para fazer o aço, que é usado também nas construções, em veículos, fogões e geladeiras; o cobre é muito utilizado em fios elétricos e em moedas; o alumínio é usado em panelas e outros utensílios domésticos, em ligas leves e em latas; o magnésio é empregado em automóveis e partes de aviões, e os exemplos continuam.

Essa ampla diversidade de aplicações está relacionada às propriedades únicas dos metais, tais como a capacidade de conduzir calor e corrente elétrica, a maleabilidade (podem ser transformados em chapas e lâminas bem finas), a ductibilidade (podem ser transformados em fios), entre outras.

Todas essas propriedades podem ser explicadas por um modelo de ligação entre os átomos desses elementos chamado de ligação metálica.

Os átomos dos elementos metálicos agrupam-se de modo a formar arranjos cristalinos definidos, que são chamados de células, ou grades, ou retículos, ou, ainda, reticulados cristalinos, tais como os mostrados abaixo:

Exemplos de retículos cristalinos dos metais

Na realidade, o número de coordenação dos metais é enorme, o que significa que cada átomo é circundado por um número grande de outros átomos do mesmo elemento, cerca de 8 ou 12, e que o reticulado é formado, na verdade, por milhões de átomos.

O reticulado cristalino é formado por um número muito grande de átomos do metal

Os átomos dos metais geralmente possuem poucos elétrons na camada eletrônica mais externa, que também se apresenta bem afastada do núcleo atômico. Isso significa que eles são muito eletropositivos, ou seja, possuem uma forte tendência de perder esses elétrons, e é exatamente isso o que acontece, sendo que esses elétrons liberados são chamados de semilivres ou livres.

Os átomos que perdem os elétrons transformam-se em cátions (espécie química com carga positiva), sendo que os elétrons ficam de uma forma que tenham certa mobilidade ou movimentação na estrutura cristalina, mas não se desprendem, pois são atraídos por esses cátions. Alguns cátions, inclusive, recebem os elétrons e voltam a ficar neutros, e o processo continua acontecendo.

Assim, os metais são formados por aglomerados de átomos neutros e cátions, que estão circundados por uma “nuvem” ou “mar” de elétrons”, que funciona como a ligação metálica que mantém os átomos do metal unidos.

Teoria do mar ou nuvem de elétrons que mantém a ligação metálica

Diferentemente das ligações iônicas e covalentes, a ligação metálica não tem uma representação eletrônica. Visto que é formada por um número muito grande e indeterminado de átomos, a substância metálica é simbolizada somente pelo símbolo do elemento químico, que, na verdade, não existe na natureza na sua forma isolada.

Por exemplo, uma lâmina de zinco é formada por inúmeros átomos de zinco, bem como por seus cátions circundados por um mar de elétrons, mas é representado somente por Zn(s).

Esse modelo para a ligação metálica explica as três principais propriedades dos metais mencionadas no início do texto. Eles são bons condutores de corrente elétrica e de calor, porque a corrente elétrica nada mais é do que o movimento ordenado dos elétrons em uma direção. Visto que os metais possuem um “mar” de elétrons livres em sua estrutura cristalina, basta aplicar uma certa voltagem externa para que esses elétrons se dirijam ao polo positivo dessa fonte, formando a corrente elétrica. Tais elétrons também permitem a transmissão rápida de calor.

Já a maleabilidade e a ductibilidade vêm do fato de que os átomos dos metais podem “escorregar” uns sobre os outros.

A formação dos fios de cobre é possível em razão da ductibilidade que esse metal tem

Por Jennifer Fogaça

Graduada em Química

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