É um tipo de ligação química que ocorre entre os átomos dos elementos metálicos. Os átomos dos metais formam uma estrutura cristalina na qual seus elétrons de valência estão em uma nuvem eletrônica e podem se mover livremente através dela. Essa ligação confere aos metais muitas de suas características físicas, como a condutividade elétrica e térmica.
Geralmente, entende-se a ligação química entre dois átomos em função da capacidade que os elétrons desses átomos têm de se transferir ou compartilhar entre eles. Na ligação iônica, um dos átomos cede seus elétrons, formando assim dois íons que se ligam mutuamente. Por outro lado, na ligação covalente, os átomos se unem compartilhando pares de elétrons. No entanto, na ligação metálica, as coisas são um pouco diferentes.
Nos materiais metálicos, os átomos formam uma estrutura cristalina tridimensional na qual os átomos estão muito próximos uns dos outros. Isso faz com que os elétrons de valência dos átomos metálicos se misturem entre si e possam se mover por uma grande nuvem eletrônica comum a todos os átomos que formam a estrutura cristalina do metal.
Quando esse tipo de ligação é formado, os elétrons de valência dos átomos metálicos não pertencem mais propriamente a eles, e é assim que os átomos se convertem em íons com carga positiva. Os elétrons livres que se movem através da nuvem eletrônica do metal geram uma distribuição homogênea de carga elétrica negativa por toda a rede cristalina. A distribuição homogênea das cargas positivas dos átomos e das cargas negativas dos elétrons faz com que os átomos se unam e formem uma estrutura estável. Dessa maneira, é que se forma a ligação metálica.
Essa maneira peculiar em que as ligações metálicas se formam confere aos metais muitas das propriedades físicas que os caracterizam. O fato de terem uma rede cristalina de íons positivos e uma nuvem de elétrons livres dá origem a propriedades e características muito importantes e interessantes, como mostraremos a seguir.
Uma das propriedades mais características dos metais é sua capacidade de conduzir eletricidade. Quando se aplica uma diferença de potencial elétrico em um material metálico, os elétrons livres que se encontram na nuvem eletrônica ganham energia cinética e podem se mover na direção ditada pelo potencial elétrico. Isso faz com que se gere uma corrente elétrica. Os metais se caracterizam por terem uma resistência elétrica menor em comparação a outros tipos de materiais, e, portanto, não requerem tensões muito altas para gerar correntes elétricas.
Além disso, os metais também são bons condutores térmicos. A temperatura é uma medida da energia cinética média que os átomos e moléculas de um material possuem. Os átomos que formam a rede cristalina de um metal podem se mover com relativa facilidade, e nem se fala dos elétrons que estão na nuvem eletrônica. Isso faz com que os materiais metálicos possam transportar energia térmica com facilidade e tenham aplicações relacionadas a isso.
Outra característica importante dos metais é sua maleabilidade, ou seja, sua capacidade de se deformar sem se quebrar. Isso ocorre porque os átomos da rede cristalina metálica podem se mover uns em relação aos outros sem romper a ligação metálica. Além disso, os metais possuem a propriedade da ductilidade, o que significa que podem ser esticados e formar fios finos. Essa última característica é consequência do fato de que os elétrons livres podem se manter unidos à rede cristalina enquanto ocorre a deformação.
Algo que não podemos deixar de notar ao observar um metal é o brilho que ele emite quando iluminado. Essa propriedade resulta da capacidade que os elétrons da nuvem eletrônica dos metais têm de absorver a luz, ganhar energia e reemitir parte dessa energia na forma de luz.
Os metais também possuem pontos de fusão e ebulição elevados, ou seja, requerem altas temperaturas para mudar de estado de agregação. Isso é consequência da força da ligação metálica, sendo necessário fornecer muita energia para ocorrer uma mudança de fase.
Por fim, podemos destacar que os metais são solúveis em outros metais. Os metais no estado líquido podem se dissolver facilmente entre si devido à capacidade de seus átomos se difundirem mutuamente, formando uma nova estrutura cristalina e se unindo por ligações metálicas. Essa característica nos permite obter ligas entre diferentes metais.
Artigo de: Daniela Nataly Díaz Zepeda. Engenheira Química, M. C. em Engenharia Física Biomédicas. Trabalha no estudo e divulgação científica. Experiência no desenvolvimento de veículos farmacológicos, e atualmente pertence ao grupo de pesquisa em biofotônica. A sua pós-graduação deu-lhe uma formação multidisciplinar em Física, Biologia e Engenharia.
Referencia autoral (APA): Díaz Zepeda, D. N.. (Agosto 2024). Conceito de Ligação Metálica. Editora Conceitos. Em https://conceitos.com/ligacao-metalica/. São Paulo, Brasil.
