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Cursos de Especializao para o quadro do Magistrio da SEESP

Ensino Fundamental II e Ensino Mdio

So Paulo

2011

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SumrioVdeo da Semana ...................................................................... 2

Ligao metlica aspectos estruturais e energticos ............ 2

Estruturas metlicas como resultado de empacotamento denso de esferas ..........................................................................................3

Teoria de Bandas, como uma extenso da TOM aplicada a retculos infinitos (discusso conjunta com Retculos Covalentes Tridimensionais) extenso para discusso de comportamento de isolantes e semicondutores ......................................8

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Vdeo da Semana

Ligao metlica aspectos estruturais e energticosNa disciplina 5 foram descritos aspectos gerais sobre as caractersticas de uma substncia

metlica condutividade eltrica, maleabilidade, ductilidade, pontos de fuso e algumas racionalizaes dessas propriedades em termos de conceito tambm genricos, tais como mar de eltrons e eltrons deslocalizados, estruturas formadas por empacotamento de esferas, den-tre outros. Agora chegada a hora de detalhar essas generalizaes em termos das entidades fundamentais que formam os metais - os tomos, seus orbitais e os eltrons que eles contm - e como tudo isto interage para formar e estabilizar as estruturas dos metais em relao aos tomos isolados. Nossos prximos passos envolvero justamente o estudo do processo de for-mao das estruturas metlicas e as energias de estabilizao envolvidas em suas formaes.

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Para abordar esses dois aspectos, tomemos como exemplo o ltio metlico, formado por interaes entre um nmero muito grande de tomos neutros de ltio, que ocupam os pontos do retculo do metal. Cada tomo de ltio contm 3 prtons no ncleo de pequenas dimenses, e uma eletrosfera que contm 3 eltrons, 2 deles localizados na camada 1, e 1 na camada de valncia do tomo. Como j visto anteriormente, a configurao eletrnica de Li pode ser re-presentada como He] 2s1, onde He] significa exatamente a configurao eletrnica do gs no-bre anterior, uma camada fechada, de simetria esfrica. Para a descrio da estrutura e ligao qumica em metais conveniente adotar uma conveno semelhante, que separar cada tomo de ltio como consistindo de duas partes: i) o caroo do tomo, formado pelos 3 prtons do seu ncleo e os dois eltrons da camada fechada de gs nobre, com o conjunto tendo simetria esfrica e, ii) o eltron da sua camada de valncia.

Deste modo, a formao da estrutura pode ser interpretada em termos do empacotamento de esferas de raios idnticos, representadas pelos caroos dos tomos, que se arranjam no es-pao de modo a ocup-lo da maneira mais eficiente possvel. A formao do retculo pelo em-pacotamento das esferas acompanhada pela interao dos orbitais das camadas de valncia de todos os tomos que o formam, dando origem a uma espcie de orbital molecular gigante, que abrange toda a estrutura metlica, no qual so acomodados os eltrons originalmente con-tidos nas camadas de valncia dos tomos.

Vamos abordar inicialmente a formao dos retculos metlicos tridimensionais por empi-lhamento de um nmero grande de esferas.

Estruturas metlicas como resultado de empacotamento denso de esferas

Vamos verificar inicialmente como esferas idnticas se acomodam num plano. Isto pode ser visualizado usando um nmero grande de bolas de isopor iguais, colocadas num recipiente grande, onde as esferas possam se deslocar, de modo a ocupar do modo mais eficiente possvel o espao no plano. Fazendo isto, verifica-se que a ocupao mxima do espao pelas esferas num plano ocorrer quando uma esfera for tocada por outras 6, e cada um dessas 6 seis esfe-ras tocar seus dois vizinhos prximos. Vamos representar o processo de mxima ocupao do espao no plano, atravs do esquema que se segue, representando parte de um arranjo que se propaga infinitamente no plano. Neste esquema, por facilidade de representao, ao invs de

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empregar esferas em perspectiva, empregamos suas sees transversais, o circulo, que se obtm quando a esfera cortada segundo um plano que contm o seu centro.

No esquema foram destacados, atravs de cores diferentes, alguns conjuntos de esferas de particular interesse na representao do arranjo de esferas no plano:

a. Em amarelo esto destacadas as esferas que usualmente so utilizadas para destacar a mxima ocupao de espao no plano; uma esfera central tocada por outras seis peri-fricas, e cada esfera perifrica tocando simultaneamente duas vizinhas, alm da esfera central.

b. Conjunto de 6 esferas, destacadas em azul, com arrumao diferente do anterior.

c. Conjunto de 3 esferas, destacadas em verde.

Pela repetio e arranjo adequado de qualquer um dessas pores do retculo plano desta-cadas, pode-se montar o retculo infinito.

Se observarmos atentamente o arranjo com a mxima ocupao do espao, nota-se facil-mente que, mesmo assim, a ocupao do espao no total. Ao redor de cada esfera, h um conjunto de seis vazios, denominados interstcios.

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Agora, o que ocorre quando colocamos uma segunda camada de esfera sobre a primeira? Para que a ocupao de espao no novo arranjo seja a mxima possvel, a segunda camada de esfera deve ser adicionada sobre os interstcios existentes entre as esferas da primeira. Ao se colocar uma esfera sobre um interstcio existente na primeira camada, nota-se que fica auto-maticamente bloqueada a possibilidade de se colocar outra esfera da segunda camada sobre o interstcio adjacente ao que foi ocupado pela esfera anterior. fcil concluir que s pos-svel colocar esferas na segunda camada sobre interstcios alternados da primeira camada. A situao esquematizada a seguir, partindo do arranjo com uma esfera central cercada por 6 esferas, escolhido como parte representativa da primeira camada. As esferas adicionadas sobre a primeira camada de esferas so representadas apenas pelas suas linhas de contorno, pretas e contnuas, sem preenchimento colorido.

Como a sequncia de esferas da segunda camada deslocada em relao da primeira ca-mada, se a primeira camada por representada por A, a segunda camada ser necessariamente diferente da primeira, podendo ser designada, por exemplo, pela letra B. Este empacotamento denso de duas camadas conhecido como empacotamento do tipo AB.

Uma situao interessante surge quando adicionamos uma terceira camada de esferas, de modo a ter tambm a mxima ocupao do espao, pela colocao da nova camada de esferas sobre os vazios da camada anterior. Agora podem surgir dois arranjos diferentes:

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a. ABA, quando os centros das esferas da primeira e terceira camadas coincidem e,

b. ABC, quando os centros das esferas da primeira camada no coincidem com os centros das esferas da terceira camada.

O arranjo ABA leva a uma estrutura com simetria hexagonal (tem um eixo de simetria, em torno do qual, quando se faz uma rotao de 60 , leva a uma posio equivalente inicial; s quando se efetua 6 rotaes de 60 ao redor do eixo, o conjunto retorna sua posio inicial). Esta estrutura, por ter ocupao mxima do espao pelas camadas de esferas, e por apresentar o eixo de rotao descrito, conhecida como empacotamento denso hexagonal.

O arranjo ABC leva a uma estrutura com simetria cbica, formando um cubo de face cen-trada. Nesta estrutura, assim como na anterior, a ocupao do espao pelas camadas de esferas mxima, tendo simetria de um cubo. A estrutura resultante, por tambm apresentar a mxi-ma ocupao do espao, denominada por empacotamento cbico denso, ou cbico de face centrada.

Os arranjos dos tipos ABA e ABC das esferas so representados a seguir.

As figuras anteriores permitem verificar um aspecto importante em cada um dos dois em-pacotamentos densos de esferas possveis: nos dois tipos de empacotamentos, cada esfera est rodeada por 12 esferas situadas a igual distncia; diz-se que cada esfera tem um nmero de coordenao NC =12!

Outro modo de representar a mesma situao, para tentar facilitar a visualizao dos dois retculos, apresentado a seguir.

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Nessas duas ltimas representaes, ao invs de se utilizar integralmente as esferas dos empacotamentos, usa-se o recurso grfico de reduzir os raios das mesmas, marcando apenas as posies ocupadas pelos seus centros na estrutura formada.

Observao: a visualizao desses empacotamentos a partir dos empacotamentos de es-feras no trivial, especialmente o cubo de face centrada. O uso de estruturas montadas com bolas de isopor e palitos ajuda muito a visualizao espacial desses empacotamentos.

Como nas duas estruturas que so obtidas por empacotamentos densos de esferas, a ocupa-o de espao mxima (74% do espao), a maior parte dos metais adota preferencialmente uma dessas estruturas. Alguns metais podem mesmo apresentar as duas estruturas, que podem variar em funo de fatores externos, como a presso e temperatura.

Alm das estruturas de empacotamento denso, alguns metais podem adotar duas estruturas que no so obtidas por empacotamento compacto de esferas. Essas estruturas so a do cubo de corpo centrado e do cubo simples, representados a seguir. A estrutura de cubo de corpo centrado, por ter porcentagem de ocupao do espao prxima das estruturas de empacota-mento denso (68% do espao), aparece com relativa frequncia na estrutura de metais. J para o cubo simples, onde a porcentagem de ocupao do espao muito menor (52% do espao), s se conhece um metal que tem esta estrutura, o polnio.

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Cubo de corpo

centrado

a

aa

Cubo simples

As propriedades fsicas de ductilidade e maleabilidade observadas para os metais esto per-feitamente de acordo com o modelo de estruturas formadas por empilhamento de planos de esferas iguais, que podem deslizar facilmente um sobre o outro, sem que a estrutura se rompa.

A mesma estrutura explica a capacidade dos metais em formarem ligas. Um tipo de liga, mas no o nico existente, o que contm impurezas de menor tamanho que os raios das esferas que formam o retculo metlico. Essas impurezas podem se interpor entre os planos de esferas do metal, ocupando os interstcios da estrutura, formando o que se conhece como liga intersticial. A impureza atua como uma espcie de cunha entre os planos, dificultando o deslizamento de um plano sobre o outro, podendo conferir liga propriedades mais interes-santes que as do metal puro. Em exemplo tpico o do ao, uma liga de ferro. O ferro puro relativamente mole. Quando na forma de liga intersticial contendo at 2% de carbono forma o ao, mais duro que o ferro e moldvel quente por compresso.

Teoria de Bandas, como uma extenso da TOM aplicada a retculos infi-nitos (discusso conjunta com Retculos Covalentes Tridimensionais) ex-tenso para discusso de comportamento de isolantes e semicondutores

A formao da ligao metlica, e a estabilizao da estrutura por este tipo de ligao, po-dem ser entendidas como uma extenso da Teoria do Orbital Molecular, s que agora aplicada aos orbitais atmicos presentes num retculo tridimensional. O retculo tridimensional infinito em um metal, como visto anteriormente, formado pelo empilhamento de esferas idnticas representadas pelos caroos dos tomos que formam a estrutura. J os orbitais das camadas

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de valncias dos tomos que ocupam os pontos do retculo metlico se combinam linearmen-te, formando um sistema de orbitais moleculares gigantes, abrangendo toda a estrutura do metal. Nesse sistema de orbitais so colocados os eltrons que estavam originalmente nas ca-madas de valncia dos tomos que formaram o retculo, os eltrons no estando associados a nenhum par de tomos adjacentes, mas sim deslocalizados por toda a estrutura do metal. Com isto, os eltrons podem se deslocar facilmente pela estrutura metlica quando o metal ligado a uma fonte externa de energia eltrica, o que explica a condutividade eltrica dos metais, pre-sentes em todos os metais, mesmo em fase slida. Do mesmo modo, quando a estrutura inicial do metal deformada para formar fios ou lminas, os eltrons rapidamente se adaptam nova situao, mantendo a estrutura metlica coesa.

Para ilustrar o processo de formao da ligao metlica, ao invs de um retculo tridimen-sional infinito, por facilidade vamos considerar o processo de formao de uma linha de to-mos de Li regularmente espaados, que vai sendo formada pela adio gradativa de um tomo por vez. Cada tomo de Li tem um eltron na camada de valncia, em um orbital 2s. Aps cada adio hipottica de um tomo de Li linha anterior, verificaremos como os orbitais at-micos se combinam para gerar os orbitais moleculares correspondentes, e propor o diagrama de orbitais moleculares correspondentes. Este processo imaginrio esquematizado a seguir, iniciando com a formao de Li2.

ligante

antiligante

1 2

2s 2s

Li2

Adicionando mais um tomo de Li linha de tomos, formando a molcula Li3, temos o esquema que se segue.

ligante

no ligante

antiligante

1 2 3

2s 2s 2s

Li3

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Nesse caso, so combinados trs orbitais 2s, ocorrendo a formao de um orbital ligante, um orbital antiligante e um orbital no ligante.

Para a Li4 temos a situao esquematizada a seguir.

ligante

ligante

antiligante

antiligante

1 2 3 4

2s 2s 2s 2s

Li4

Esta situao merece alguns comentrios! Quase sempre surge a pergunta: por que os dois orbitais moleculares ligantes formados no tm as mesmas energias? Por que o mesmo no ocorre com os dois orbitais moleculares antiligantes? A resposta a essas questes relativa-mente simples, se notarmos que a espcie Li4 no simplesmente a soma de duas unidades Li2 separadas. Se isto ocorresse, o tomo 1 s interagiria com o 2, e vice-versa. O mesmo ocorreria em relao ao tomo 3, que s interagiria com o 4, e vice-versa. Realmente, se este fosse a si-tuao, os dois orbitais de cada tipo teriam as mesmas energias!

No entanto, no isto o que ocorre, pois os tomos esto formando uma linha de tomos regularmente separados, na qual surgem possibilidades de interaes adicionais. Quando os tomos fazem parte de um retculo linear, o tomo de Li 2 interage com o tomo 1 e 3, e o tomo 3 interage com os tomos 2 e 4, o que no acontece no caso anterior considerado. J os tomos 1 e 4, continuam fazendo o mesmo nmero de interaes que anteriormente. As possibilidades de interaes adicionais fazem com que os orbitais moleculares de um mesmo tipo formado pelas interaes tenham energias levemente diferentes!

Continuando com o processo imaginrio at que tenhamos um nmero N tomos de ltio formando o retculo linear, ser formado um conjunto de orbitais moleculares de energias to prximas uns dos outros, que na prtica diz-se que se formou uma banda de energia. Essa banda ser formada pelos N orbitais moleculares obtidos no processo. Esta banda denomina-da de banda de valncia, pois formada pela combinao dos orbitais atmicos das camadas de valncias dos tomos que formam o retculo.

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Como cada orbital que forma a banda de valncia pode comportar 2 eltrons, a banda de valncia formada por N orbitais moleculares, pode acomodar at 2N eltrons. Como cada to-mo de ltio que formou a banda tem apenas 1 eltron cada, os N tomos que deram origem banda tm apenas N eltrons. Logo, a banda de valncia do LiN est apenas semi-preenchida. Se a banda de valncia do LiN formado est semi-preenchida, a aplicao de uma corrente eltrica de uma fonte externa simplesmente faz com que os eltrons que ocupam a metade inferior da banda sejam promovidos para a metade vazia da banda, deixando um vazio no local que ocupavam anteriormente, e um eltron livre na metade vazia da banda. Isto provoca mo-vimentao de cargas pelo metal, e explica porque o LiN um condutor eltrico!

A idia empregada no processo hipottico de formao de banda de energia a partir da linha de tomos de Li, estendida para uma estrutura metlica tridimensional, representa um dos modos de se encarar a formao de bandas de energia pela combinao de um nmero muito grande de orbitais atmicos dispostos com espao regular no retculo. Esta abordagem constitui o que conhecemos por Teoria de Bandas.

Vamos agora considerar o metal clcio, com 2 eltrons na camada de valncia. Como no caso do ltio, o clcio forma uma banda de valncia de modo semelhante ao descrito para o ltio. S que agora os N tomos de clcio que do origem banda de valncia, tm 2N eltrons, que preenchem totalmente sua banda de valncia. Como se pode explicar a condutividade eltrica do metal clcio, se sua banda de valncia est totalmente preenchida? A resposta est no fato que, ao se formarem bandas de energia num retculo tridimensional regular, no s os orbitais atmicos da camada de valncia interagem entre si e do origem a banda da camada de valncia, mas sim todos os orbitais dos tomos que formam o retculo tridimensional, ocupado ou no por eltrons.

Das bandas formadas no processo, alm da banda de valncia, de fundamental importn-cia a primeira banda vazia de energia mais baixa, a chamada banda de conduo. A separao energtica entre a banda de valncia preenchida de uma substncia e sua banda de conduo vazia, que determina as propriedades eltricas da substancia. No caso do clcio metlico, a banda de conduo vazia est interpenetrada na sua banda de valncia preenchida, com energia de separao zero. Deste modo, apesar do clcio ter sua banda de valncia totalmente preenchida, quando submetido ao de uma fonte externa de energia eltrica, os eltrons que ocupam essa banda passam facilmente para a sua banda de conduo vazia e interpenetrada.

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H vrias maneiras de se representar as bandas de energia das substncias, mas vamos uti-lizar a mais simples delas, a representao das bandas por faixas, distribudas em funo de um eixo vertical de energia, e a situao da ocupao de cada banda por eltrons indicada por sombreamento da faixa, como mostrado a seguir.

ENERGIA

BANDA

DE

VALNCIA

BANDA

DE

CONDUO

Egap

Neste diagrama, o estado da ocupao da banda de valncia por eltrons, e a energia de separao das bandas de valncia e de conduo de uma substncia, denominada Egap (gap significa separao) que determinam as suas propriedades eltricas. Para os casos de Li e Ca metlicos, os diagramas que explicam suas condutividades eltricas so fornecidos a seguir.

Egap

ENERGIA

BANDA

DE

VALNCIA

BANDA

DE

CONDUO

Ltio Metlico

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ENERGIA

BANDA

DE

VALNCIA

BANDA

DE

CONDUO

Clcio Metlico

A Teoria de Bandas pode ser estendida para racionalizar as propriedades de substncia como o diamante, o silcio metlico, o dixido de silcio e o arsenieto de glio, dentre outras. Tomando o caso do diamante como exemplo, que forma um retculo tridimensional infinito mantido por ligaes covalentes estendidas, as bandas so formadas pela interao dos orbi-tais hbridos sp3 dos tomos de C que formam seu retculo. O diamante tem uma energia de separao entre as bandas de valncia e de conduo (Egap) to elevada, que ele um excelente isolante. J o silcio metlico, para o qual Egap bem menor, ele um semicondutor.

Estas diferenas de propriedades em funo do valor de Egap podem ser ilustradas pelos exemplos da tabela que se segue.

Slido Egap (kJ mol-1)

Condutividade (ohm-1 cm-1)

Tipo de Slido

Diamante 580 10

-14

Isolante

Silcio 105 1,7 x 10

-5

Semicondutor

Germnio 68 2 x 10

-2

Semicondutor

Estanho (cinza) ~ 0 1 Quase metal

Prata 0 6,3 x 107 Metal

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Como se pode ver pelos dados da tabela, um valor de Egap elevado implica que a conduti-vidade eltrica da substncia muito baixa. Um exemplo tpico desse caso o do diamante. Tendo um Egap= 580 kJ mol-1, uma energia da ordem de uma ligao covalente, o diamante tem uma condutividade eltrica muito baixa, sendo um isolante. No outro extremo est a prata metlica, com um Egap = 0, e uma condutividade elevada, tpica de um metal. Na regio intermediria temos o silcio e o germnio, com Egap faixa entre 70-100, com condutividades eltricas intermedirias, e que so conhecidos como semicondutores.

Embora esses assuntos estejam fora dos objetivos do curso, alm de explicar o comporta-mento da condutividade eltrica de isolantes e condutores, a Teoria de Bandas um excelente instrumento para a interpretao de funcionamento de diodos, transistores, lasers de semicon-dutores, clulas fotogalvnicas, etc, todos baseados em semicondutores.

Aps detalharmos os fundamentos bsicos qualitativos que levam Teoria de Bandas, que a adotada atualmente para descrever a ligao qumica e as propriedades dos metais, interes-sante analisarmos e correlacionarmos as propriedades observadas e as previses da teoria. As propriedades como ductilidade, maleabilidade e capacidade dos metais formarem ligas, j fo-ram devidamente discutidas anteriormente, e interpretadas como decorrentes da formao da estrutura dos metais por empilhamento de esferas idnticas. Os aspectos relacionados com a condutividade eltrica dos metais foram convenientemente discutidos em termos da ocupao e caractersticas das bandas de valncia e de conduo dos metais. Restam agora as proprieda-des fsicas dos metais, especialmente a dureza, os seus pontos de fuso e de ebulio. A tabela que se segue agrupa esses dados.

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PONTOS DE FUSO E EB ULIO E DUREZA DE METAIS Metal Grupo Ponto de Fuso

(oC) Ponto de Ebulio (oC) Dureza (Escala

Mohs)1

Na METAIS ALCALINOS

98 890 0,4 K 64 766 0,5 Rb 39 701 0,3 Cs 29 685 0,2 Mg METAIS

ALCALINO -TERROSOS

650 1120 2,0 Ca 838 1492 1,5 Sr 768 1370 1,5 Ba 714 1638 1,25 Al 13 (antigo IIIA) 660 2447 2-2,9 Ga 30 2237 1,5 Sc METAIS DE

TRANSIO 1539 2480 ND

Ti 1668 3280 6,0 V 1900 3380 6,7 Cr 1875 2642 9,0 Mn 1245 2041 6,0 Fe 1537 2887 4-5 Co 1495 2887 5,0 Ni 1453 2837 4,0 Cu 1083 2582 2,5 - 3 Zn METAL DE PS-

TRANSIO 420 908 2,5

1Os valores fornecidos esto na escala de Mohs, na qual o talco tem dureza 1 e o diamante dureza 10.

citado em alguns textos didticos, como uma generalizao, que uma das caractersticas dos metais serem duros. Pelos valores tabelados podemos ver que, se esta generalizao verdadeira para a maior parte dos metais de transio, o mesmo no ocorre em relao aos metais alcalinos e alcalinos-terrosos. Pelos valores tabelados para esses ltimos elementos, pode-se ver que eles so bastante moles! bem conhecido o fato que metais alcalinos podem ser facilmente cortados com uma faca!

Por que h essas diferenas? Parece que a dureza de metal est relacionada com dois fatores: i) o tipo de subnvel da camada de valncia do tomo que forma a estrutura do metal e, ii) com o nmero de eltrons presentes na camada de valncias dos tomos que formam o retculo me-tlico, que contribuem para a ocupao da banda de valncia e a estabilizao do metal. Estes dois fatores, junto com a Teoria de Bandas, racionalizam facilmente as propriedades gerais dos metais referentes s suas durezas.

S complementando as informaes, o metal mais duro encontrado at hoje o lutcio, smbolo Lu, um elemento do 6 perodo da Tabela Peridica, nmero atmico 71, (o dado de dureza na escala de Mohs no foi encontrado na literatura), configurao eletrnica Xe]

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4f14 5d16s2, e com grande nmero de orbitais e eltrons energeticamente muito prximos, que podem contribuir para a formao e ocupao da sua banda de valncia.

Em relao ordem geral dos pontos de fuso e ebulio dos metais, se compararmos os pontos de fuso e ebulio dos metais alcalinos e alcalinos-terrosos, notamos que os metais alcalino-terrosos apresentam estes valores maiores que os dos metais alcalinos. Como nos elementos de ambos os grupos suas bandas de valncia so formadas pela combinao de subnveis ns (n= nmero do perodo a que pertence o elemento), os dados sobre os pontos de fuso e ebulio desses metais mostram claramente o efeito do maior nmero de eltrons na banda de valncia dos metais alcalino-terrosos sobre essas propriedades. Fundir um slido metlico significa afastar os tomos que formam o retculo de suas posies de equilbrio. Isto significa que, quanto maior a fora da ligao metlica, mais difcil ser efetuar esta separao, exigindo maior energia trmica, e resultando em temperatura de fuso mais elevada. A mesma tendncia vale para os pontos de ebulio.

Indo agora para os metais de transio, verifica-se que seus pontos de fuso e ebulio so bem mais altos que os dos elementos que tm suas bandas de valncia formadas por orbitais ns. As temperaturas elevadas observadas para os metais de transio est relacionada com a configurao eletrnica da camada de valncia envolvendo orbitais d semipreenchidos, e com o nmero de eltrons nela presente. A associao dos valores elevados dos pontos de fuso e ebulio com a presena de orbitais d semipreenchidos fica evidente quando se compara os dados de elementos que antecede e sucede os elementos da primeira srie de transio (que se inicia com escndio, nmero atmico 21, e se encerra com o cobre, nmero atmico 29), o clcio (Z=20) e Zn (Z=30), respectivamente. Os valores dos pontos de fuso de Ca e Sc, iguais a 838C e 1539C, respectivamente, mostram claramente a tendncia discutida.A mesma tendncia pode ser vista quando so comparados os ponto de fuso de Cu e Zn, 1083 e 420 C, respectivamente.

Quando se comparam os pontos de fuso e ebulio dentro da srie dos metais de tran-sio, pode-se verificar que a variao ao se ir de um elemento para o subseqente no to previsvel. Isto devido s caractersticas prprias dos orbitais d envolvidos na formao das bandas de valncias dos metais de transio, um assunto cuja abordagem no compatvel com o tempo disponvel e os objetivos do nosso curso.

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Dentro dos grupos dos metais alcalinos, ao se ir de Na a Cs - pontos de fuso iguais a 98 e 29 C, respectivamente-, verifica-se que os pontos de fuso vo diminuindo gradativamente medida que se aumenta o nmero atmico dos elementos. A mesma tendncia se observa quando se vai de Ca a Ba pontos de fuso 838 e 714C, respectivamente, srie dos metais alcalinos terrosos. A justificativa para as tendncias observadas nos dois casos, que medida que se vai do elemento de um perodo para o subseqente, o raio mdio do tomo aumenta. Assim, com o aumento da distncia entre o ncleo e os eltrons da banda de valncia, a atrao ncleo eltrons da banda de valncia dos metais diminui conforme se caminha de Ca para Ba, acarretando a diminuio dos pontos de fuso no mesmo sentido.

Observao: Pode-se notar que os dados dos primeiros elementos de cada srie, todos per-tencentes ao segundo perodo da Tabela Peridica, foram omitidos. A razo para isto que a camada preenchida anterior, com configurao 1s2, tem raio mdio muito pequeno. Como conseqncia, os primeiros elementos de cada grupo a partir do segundo perodo sofrem mais fortemente os efeitos da carga positiva do ncleo, e tm propriedades e estruturas que os dife-renciam em relao aos outros elementos do grupo.

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Luiz Antonio Andrade de Oliveira

Camila Silveira da Silva

Olga Maria Mascarenhas de Faria Oliveira

Ficha da Disciplina:

Os tipos de ligaes qumicas do ponto de vista

energtico e estrutural

http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.jsp?id=K4783116D2http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.jsp?id=K4736047U6http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.jsp?id=K4788359T8

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Estrutura da DisciplinaSemana Temas N da Atividade - Postagem Tipo - Data

1

9/mai a

15/mai

Introduo - Box 1

1 - Dirio - indiv. - 9/mai a 15/mai

2 - autocorrigvel - indiv. - 9/mai a 15/mai

3 - autocorrigvel - indiv. - 9/mai a 15/mai

2

16/mai a

22/mai

1. A Descrio da Ligao Covalente pela Teoria da Ligao de Valncia

4 - portflio - indiv. - 16/jun a 22/jun

5 - autocorrigvel - indiv. - 16/jun a 22/jun

3

23/mai a

29/mai

2. A Descrio da Ligao Covalente em Molcula Isolada atravs da Teoria

do Orbital Molecular (TOM).

6 - portflio - indiv. - 23/mai a 29/mai

7 - formao dos grupos

8 - frum - grupo - 23/mai a 29/mai

9 - portflio - grupo - 23/mai a 12/jun

4

30/mai a

5/jun

3. Ligao Metlica - Aspectos Estruturais e Energticos

10 - portflio - indiv. - 30/jun a 5/jun

11 - autocorrigvel - indiv. - 30/jun a 5/jun

5

6/jun a

12/jun

4. Ligao Inica

12 - autocorrigvel - indiv. - 6/jun a 12/jun

13 - frum - indiv. - 6/jun a 12/jun

14 - dirio - indiv. - 6/jun a 12/jun

Pr-Reitora de Ps-graduaoMarilza Vieira Cunha Rudge

Equipe CoordenadoraCludio Jos de Frana e Silva

Rogrio Luiz BuccelliAna Maria da Costa Santos

Coordenadores dos CursosArte: Rejane Galvo Coutinho (IA/Unesp)

Filosofia: Lcio Loureno Prado (FFC/Marlia)Geografia: Raul Borges Guimares (FCT/Presidente Prudente)

Antnio Cezar Leal (FCT/Presidente Prudente) - sub-coordenador Ingls: Mariangela Braga Norte (FFC/Marlia)

Qumica: Olga Maria Mascarenhas de Faria Oliveira (IQ Araraquara)

Equipe Tcnica - Sistema de Controle AcadmicoAri Araldo Xavier de Camargo

Valentim Aparecido ParisRosemar Rosa de Carvalho Brena

SecretariaMrcio Antnio Teixeira de Carvalho

NEaD Ncleo de Educao a Distncia(equipe Redefor)

Klaus Schlnzen Junior Coordenador Geral

Tecnologia e InfraestruturaPierre Archag Iskenderian

Coordenador de Grupo

Andr Lus Rodrigues FerreiraGuilherme de Andrade Lemeszenski

Marcos Roberto GreinerPedro Cssio Bissetti

Rodolfo Mac Kay Martinez Parente

Produo, veiculao e Gesto de materialElisandra Andr Maranhe

Joo Castro Barbosa de SouzaLia Tiemi Hiratomi

Liliam Lungarezi de OliveiraMarcos Leonel de Souza

Pamela GouveiaRafael Canoletti

Valter Rodrigues da Silva

Marcador 1Vdeo da SemanaLigao metlica aspectos estruturais e energticosEstruturas metlicas como resultado de empacotamento denso de esferasTeoria de Bandas, como uma extenso da TOM aplicada a retculos infinitos (discusso conjunta com Retculos Covalentes Tridimensionais) extenso para discusso de comportamento de isolantes e semicondutores

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