1. Explique a diferença entre (a) centros de íons positivos e (b) elétrons de valência em uma rede cristalina metálica como o sódio.

Passo 1

O enunciado pede para distinguir dois elementos fundamentais numa rede cristalina metálica de sódio: (a) os centros de íons positivos e (b) os elétrons de valência. O conteúdo aqui é ligação metálica e modelo do gás de elétrons. Para resolver, vamos usar a ideia de que, em metais, os átomos doam seus elétrons de valência formando cátions fixos numa rede e um mar de elétrons móveis.

Passo 2

Centros de íons positivos são os núcleos atômicos de sódio, já despidos dos elétrons de valência, situados em pontos regulares de uma rede cristalina (no caso do sódio, estrutura cúbica de corpo centrado). Cada cátion é um átomo de sódio que perdeu o elétron de valência, ou seja, \text{Na}\to\text{Na}^+ + \text{e}^-. Esses íons fixos fornecem o potencial periódico que mantém a rigidez e a forma do cristal.

Passo 3

Elétrons de valência em um metal são os elétrons que ficaram deslocalizados após a ionização dos átomos. No sódio, cada átomo doa um elétron de valência ao “mar” eletrônico. Esses elétrons formam um gás praticamente livre que se move por toda a estrutura, não estando associado a nenhum cátion em particular. São esses elétrons que garantem a condução elétrica e térmica do metal.

Passo 4

A diferença essencial é que os centros de íons positivos são partículas pesadas e localizadas, responsáveis pela estabilidade estrutural do cristal, enquanto os elétrons de valência são leves e móveis, responsáveis pelas propriedades metálicas (condução de corrente e calor, ductilidade, etc.). Os íons fornecem o “arquiteto” fixo do arranjo atômico, e os elétrons formam o “cimento” que une todo o cristal e permite interação entre os cátions.

Resposta

Os centros de íons positivos \text{Na}^+ são núcleos atômicos fixos em pontos da rede, que dão forma e rigidez ao cristal. Já os elétrons de valência \text{e}^- são deslocalizados, movem-se livremente pelo sólido e são responsáveis pela coesão metálica e pela condução elétrica e térmica.

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