Por que os metais alcalinos terrosos são mais duros? Por que têm pontos de fusão mais elevados que os metais do grupo 1 ?

Passo 1

Beleza, vamos falar de química inorgânica, mais precisamente de “ligação metálica” e “energia reticular” pra entender por que os metais alcalino-terrosos (grupo 2) são mais duros e têm ponto de fusão mais alto que os metais alcalinos (grupo 1). O que você vai precisar lembrar:
  • Como funciona a ligação metálica (mar de elétrons).
  • Que fatores influenciam a dureza e o ponto de fusão: carga do cátion e tamanho do raio iônico.

Passo 2

Primeiro, o que é ligação metálica?
Num metal, os átomos perdem elétrons e formam íons positivos. Esses elétrons “soltos” formam um mar eletrônico que envolve todos os íons. A atração entre os íons positivos (cátions) e o mar de elétrons é a ligação metálica. Quanto mais forte essa atração, mais duro e com maior ponto de fusão o metal será.

Passo 3

Agora, pense nos dois grupos:
  • Grupo 1 (metais alcalinos): formam cátion M⁺ (carga +1).
  • Grupo 2 (metais alcalino-terrosos): formam cátion M²⁺ (carga +2).
    Dois detalhes importam:
  1. Carga do cátion (Z⁺).
  2. Raio iônico ®, que costuma ser menor no grupo 2 porque, ao perder dois elétrons, o átomo se contrai mais.

Passo 4

Qual a relação entre carga, raio e energia reticular?
De forma simplificada, a energia reticular E propto Z^+ times Z^-r (que é ligada à dureza e ao ponto de fusão) varia com a carga dos íons e inversamente com a distância entre eles:
Aqui, é a carga do cátion, a carga do ânion (nos metais é equivalente ao mar de elétrons) e a distância iônica.
  • No grupo 1, .
  • No grupo 2, .
    Logo, para carga dobrada e raio menor, a energia reticular cresce bem mais.

Resposta

Os metais alcalino-terrosos são mais duros e têm pontos de fusão mais elevados que os metais do grupo 1 porque, ao formar cátions , possuem carga positiva maior e raio iônico menor, o que resulta em energia reticular muito mais alta. Essa energia reticular reforçada faz a ligação metálica ficar mais forte, elevando dureza e temperatura de fusão.

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