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Influência das Ligações Químicas sobre as Propriedades dos Materiais

As ligações químicas que constituem os materiais são responsáveis por grande parte de suas propriedades
As ligações químicas que constituem os materiais são responsáveis por grande parte de suas propriedades

O mundo ao nosso redor é composto por uma diversidade muito grande de materiais, capazes de realizar fenômenos imprescindíveis para a sustentação da vida.

As propriedades dos materiais, tais como estado físico (sólido, líquido ou gasoso), os pontos de ebulição e fusão, entre outras, devem-se, em grande parte, devido ao tipo de ligação química que seus átomos realizam para a sua formação. Existem três tipos básicos de ligações químicas: a iônica, a covalente e a metálica.

As propriedades principais resultantes de cada uma dessas ligações são:

Substâncias iônicas:

  • A atração entre seus íons acaba produzindo aglomerados com formas geométricas bem definidas, denominados retículos cristalinos;
  • São sólidas na temperatura ambiente e pressão ambiente (25 ºC e 1atm), porque a força de atração mantém ânions firmemente ligados uns aos outros;
  • Apresentam elevados pontos de fusão e ebulição, porque é necessário fornecer uma grande quantidade de energia para romper a atração elétrica existente entre os íons.
  • A maioria dessas substâncias são sólidos quebradiços, desestruturam-se quando sofrem algum impacto. Isso ocorre porque ao sofrerem alguma pressão, seus íons de mesma carga se repelem, desestruturando o cristal;
  • Conduzem corrente elétrica quando dissolvidas na água e quando fundidas;
  • São polares;

O sal (cloreto de sódio – NaCl) exemplifica bem os pontos mencionados acima, pois ele é um composto iônico formado a partir do cátion Na+ e do ânion  Cl-.

O sal é um composto iônico sólido e cristalino

  • Possuem elevada dureza, ou seja, possuem grande resistência ao serem riscados por outros materiais.

Substâncias moleculares:

  • Em condições ambientes podem ser encontradas nos três estados físicos: gasoso, líquido e sólido. Veja os exemplos:

- Compostos covalentes gasosos: gases oxigênio, nitrogênio e hidrogênio;

- Compostos covalentes líquidos: água

- Compostos covalentes sólidos: sacarose (açúcar), grafite, diamante, enxofre e fósforo.

Exemplos de compostos covalentes nos três estados fisicos

  • Pontos de fusão e ebulição menores que os das substâncias iônicas;
  • Podem ser polares ou apolares, depende da diferença de eletronegatividade entre os átomos dos elementos que constituem a ligação;
  • Quando puras, não conduzem corrente elétrica.

As ligações covalentes são muito importantes para o organismo humano e para a vida animal e vegetal, pois são por meio delas que se formam as proteínas, aminoácidos, lipídeos, carboidratos e os outros compostos orgânicos.

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Substâncias metálicas:

  • A maioria dos metais é sólida em condições ambientes. Apenas o mercúrio é encontrado na fase líquida;
  • Possuem brilho metálico característico;

Brilho metálico característico

  • São bons condutores de eletricidade e calor, tanto na fase sólida, quanto na líquida. Por isso, eles são muito usados em fios de alta tensão;
  • Possuem densidade elevada, que é resultado das suas estruturas compactas;
  • Possuem pontos de fusão e ebulição elevados. Devido a essa propriedade, eles são usados em locais com grandes aquecimentos, tais como caldeiras, tachos e reatores industriais. O tungstênio (W), por exemplo, é usado em filamentos de lâmpadas incandescentes.

Filamento de tungstênio em lâmpada

Porém, existem exceções, que são o mercúrio, os metais alcalinos, o índio, o estanho, o bismuto e o gálio. Esse último funde-se apenas com o calor da mão. Veja os pontos de fusão de alguns desses materiais na tabela abaixo:

Tabela com ponto de fusão de alguns metais

  • São maleáveis (deixam-se reduzir a chapas e lâminas bastante finas) e apresentam ductibilidade (podem ser transformados em fios);

Fios de cobre

  • Apresentam alta tenacidade, suportando pressões elevadas sem sofrer ruptura;
  • Elevada resistência à tração, ou seja, são bastante resistentes quando se aplica sobre eles forças de puxar e alongar.
  • Em geral, são moles, mas existem exceções, tais como o irídio e o crômio. Veja a tabela a seguir:

Tabela com dureza de alguns metais

As propriedades dos materiais não dependem unicamente do seu tipo de ligação química. Outros fatores como a polaridade, a massa molar e o tipo de forças intermoleculares entre suas moléculas, átomos ou partículas, também são muito importantes.

Por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça

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