CD ROM - Química - colsaojose.com.br · dade de encontrá-los em estado puro na natureza. ......

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• É a ligação que ocorre entre os átomos dos metais.• Alotropia

Isto provoca em cada átomo um certo afastamento dos elétrons da camadade valência. Assim, no sódio, que tem apenas 1 elétron na sua camada devalência, 8 deles formariam uma espécie de nuvem em torno de 8 cátions desódio e esta nuvem se estenderia em todas as direções espaciais, com os demaisátomos do metal. Esta idéia vale para qualquer metal, que poderia ser entendidocomo uma rede de íons positivos vibrando em torno de uma posição de equilí-brio, em cujo interior haveria uma nuvem de elétrons de valência com grandeliberdade de movimentos e que atuaria como elemento de união entre os íonspositivos. Esta é uma das principais características da ligação metálica: o deslo-camento de elétrons de valência. Por isto, os metais são bons condutores deeletricidade. Também sua maleabilidade, isto é, deformação sem ruptura écoerente com o modelo. Na deformação ocorre apenas um deslocamento dosplanos da rede de íons positivos, sem que se modifique a disposição interna. Emoutras palavras, pode-se dizer que os metais são “cátions” mergulhados nummar de elétrons “livres”. Este é o “modelo do mar de elétrons” da ligaçãometálica.

Nas substânciasmetálicas, os átomosnão estão unidos aospares pela atraçãomútua entre elétronslivres e cátions metáli-cos, portanto sua liga-ção não pode ser ex-plicada pela regra doocteto.

É por este motivo,também, que os metais se acumulam nos vários níveis tróficos de um ecossiste-ma. Justamente a facilidade que estes átomos ligados têm de deslocar-se semromper o cristal é que torna, por exemplo, o chumbo tão tóxico para o organis-mo humano e, por isso, deve ser evitado, como componente de tintas e lápis:acumula-se no sangue e acaba envenenando o organismo.

Os metais pesados, como qualquer outro elemento, não podem ser destruí-dos e são altamente reativos do ponto de vista químico, o que explica a dificul-dade de encontrá-los em estado puro na natureza. Normalmente, apresentam-se em concentrações muito pequenas, associados a outros elementos químicos,formando minerais em rochas. Quando lançados na água como resíduos indus-triais, podem ser absorvidos pelos tecidos animais e vegetais. Já que deságuamno mar, estes poluentes podem alcançar as águas salgadas e, em parte, deposi-tar-se no leito oceânico. Além disso, os metais contidos nos tecidos dos organis-mos vivos que habitam os mares acabam também se depositando, cedo ou tarde,nos sedimentos, representando um estoque permanente de contaminação para afauna e a flora aquáticas. Os metais pesados podem se acumular em todos osorganismos que constituem a cadeia alimentar do homem. É claro que popula-ções residentes em locais próximos a indústrias ou incineradores correm maio-res riscos de contaminação. Apesar de não ser um elemento comum nas águasnaturais, o chumbo tem sido responsável por sérios problemas de intoxicação,devido ao fato de que é introduzido facilmente no meio ambiente a partir deuma série de processos e produtos humanos, tais como: encanamentos e soldas,plásticos, tintas, pigmentos, metalurgia. Em países em que o chumbo tetraetila éadicionado à gasolina, esta é uma das principais fontes de poluição por esteelemento. É um metal que tem efeito cumulativo no organismo, provocandouma doença crônica chamada saturnismo, hoje mais comum em trabalhadoresque estão muito expostos à contaminação. No passado, a taxa de intoxicaçãoera muito elevada devido ao uso de canecas e vasilhames de chumbo. Os efeitosda intoxicação por chumbo são: tontura, irritabilidade, dor de cabeça, perda dememória. A intoxicação aguda caracteriza-se pela sede intensa, sabor metálicona boca, inflamação gastro-intestinal, vômitos e diarréias. Em crianças, o chum-bo provoca retardamento físico e mental, perda da concentração e diminuiçãoda capacidade cognitiva. Em adultos, são comuns problemas nos rins e aumentoda pressão arterial.

Análises realizadas em amostras de cabelo de Beethoven, o grande compo-sitor alemão, detectaram chumbo em níveis 60 vezes superiores ao comum.Alguns pesquisadores acreditam que uma intoxicação aguda por chumbo podeexplicar muitas das dores que Beethoven sentia e do seu comportamento irrita-diço e solitário.

Elemento Distribuição eletrônicaLi 1s22s1

Na 1s2 2s2 2p63s1

K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s1

Os que estão em destaque são as camadas de valências. Aqui, a camada devalência tem apenas um elétron, que está no subnível s.

 CAPÍTULO 18

Ligação metálica

É a ligação que ocorre entre os átomos dos metais.Os metais constituem o grupo mais numeroso entre os elementos químicos.

O papel que estes elementos tiveram no desenvolvimento da humanidade é tãosignificativo que se fala em idade da pedra, idade do bronze, idade do ferro.Alguns, como o sódio e o potássio, estão dissolvidos na água do mar. Os demaisprecisam ser extraídos de jazidas que se encontram acima ou abaixo da super-fície terrestre, em depósitos. Alguns são tão pouco reativos que é possível encon-trá-los em estado puro, como a prata, o ouro, a platina. Já em 3000 a.C., osSumérios sabiam obter cobre e ligá-lo ao estanho, produzindo o bronze. Assimsubstituíram armas e utensílios de pedra por metal. Posteriormente, o bronze, emmuitos casos, foi sendo substituído pelo ferro. As pontas de flechas de ferro derammuito mais eficiência à caça, e seu uso no arado, em 1000 a.C., mudou de formaespetacular a agricultura, enquanto que ferraduras e aros de metal em rodasmelhoraram os primeiros meios de transporte terrestres.

Ferramentas de ferro, tais como martelos, serrotes, plainas e pregos, incre-mentaram a construção civil. Isto sem falar dos utensílios domésticos, comopanelas e pratos, e das armas, dos escudos ou dos cascos de embarcações. Adescoberta de que a adição de carbono ao ferro seria capaz de melhorar aindamais suas propriedades no aço representou um novo salto na utilização dosmetais.

A partir do século XVIII, o desen-volvimento da máquina a vapor e dosmotores de explosão contribui, comsuas exigências, para um enorme de-senvolvimento da indústria siderúrgi-ca: a produção de trilhos, pontes, trens,automóveis, barcos, monumentos.

Outra propriedade dos metais, suacapacidade de conduzir a correnteelétrica de um ponto a outro, foi am-plamente usada em cabos de cobre,sem os quais não teria sido possíveleletrificar cidades e povoados. Outros metais muito importantes são os chama-dos metais preciosos, como o ouro e a prata, usados desde a antiguidade nafabricação de jóias e moedas. Não podemos nos esquecer de uma grandevariedade de outros metais, cada um com propriedades específicas, usados parafins especiais: o alumínio, usado em veículos e esquadrias graças à sua baixadensidade e elevada resistência à corrosão, o sódio e o mercúrio, usados emlâmpadas incandescentes a vapor, o zinco, o cádmio e o mercúrio, usados naspilhas elétricas, o chumbo, usado em placas e paredes graças à sua propriedadede absorver radiações. Já o cálcio é muito útil na neutralização dos ácidos húmicos,além de ser um constituinte de ossos e dentes.

Sob o ponto de vista da configuração eletrônica, todos os metais têm poucoselétrons na camada de valência, o que determina uma grande facilidade desseselétrons se moverem na camada quase vazia.

Observe o quadro:

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Esta forma deve-se à presença de 60vértices, onde se localizam os átomos de C,12 pentágonos e 20 hexágonos formam as32 faces. Esta nova descoberta de estadoalotrópico do carbono está sendo ampla-mente pesquisada no mundo todo, poispode-se aprisionar íons metálicos dentro dasgrades desta gaiola sui generis.

O fósforo branco, P4, descoberto em 1669, apresenta moléculas formandoum cristal molecular. Cada átomo de P ocupa o vértice de um tetraedro. Esteestado alotrópico, que tem um brilho frio no escuro, entra em combustão commuita facilidade, queima com odor penetrante e é altamente tóxico.

O fósforo vermelho é formado por um cristal covalente, no qual os átomos deferro são ligados em cadeias de grandeza molecular indeterminada, formandouma rede. É usado nas cabeças do palito de fósforo. Sua temperatura de combus-tão é de cerca de 400 oC. É inodoro e atóxico.

AlotropiaAlotropia1 é o fenômeno pelo qual um mesmo tipo de elemento químico

pode formar substâncias diferentes, denominadas variedades alotrópicas ou,simplesmente, estados alotrópi-cos desse elemento químico. Oscasos mais comuns são os do car-bono diamante, grafite, fulereno,do oxigênio (oxigênio, ozônio),o fósforo branco e o fósforo ver-melho.

Tanto o diamante quanto ografite são formados por átomosde Carbono ligados entre si porligações covalentes, formandomacromoléculas. Mas, enquan-

to que o diamante é formado no centro e nos vértices de tetraedros regularesligados tridimensionalmente entre si, o grafite é formado pela superposição decamadas de átomos de Carbono - em cada camada, os átomos estão localizadosnos vértices de hexágonos regulares. As camadas superpostas de átomos decarbono podem deslizar umas sobreas outras, sob a ação de forças mecâ-nicas. É isto que acontece quando es-crevemos com uma ponta de grafitesobre uma folha: as camadas de áto-mos de carbono separam-se e aderemao papel.

Os cristais de fulereno lembram oformato de uma bola de futebol. Suafórmula é C60.

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