Por que os metais do Grupo 2 são mais duros. Por que tem pontos de fusão mais elevados que os metais do Grupo 1?
Passo 1
O enunciado quer saber por que os metais do Grupo 2 são mais duros e têm pontos de fusão mais elevados que os do Grupo 1. Para explicar isso, vamos usar o modelo de ligação metálica (cátions imersos num “mar” de elétrons), conceito de densidade de carga do cátion e diferenças na estrutura cristalina.
Passo 2
Na ligação metálica, cada átomo doa seus elétrons de valência para um mar de elétrons deslocalizados que atrai os cátions. A intensidade dessa atração depende de dois fatores principais:
- A carga do cátion (quanto maior a carga positiva, mais forte é a atração).
- O número de elétrons deslocalizados por átomo (mais elétrons criam um “mar” mais denso, reforçando o enlace).
Passo 3
Nos metais do Grupo 1 cada átomo forma cátion
e doa 1 elétron, enquanto nos do Grupo 2 forma cátion
e doa 2 elétrons. Consequências:
- A carga dupla em
gera maior densidade de carga ( iônico) que em . - Há mais elétrons livres por átomo no mar eletrônico do Grupo 2.
Isso reforça muito a atração metal–elétrons e, portanto, aumenta a dureza e o ponto de fusão.
Passo 4
Além disso, estruturas cristalinas também importam.
- Metais do Grupo 1 costumam cristalizar em rede cúbica de corpo centrado (bcc) com coordenação 8, menos compacta.
- Metais do Grupo 2 cristalizam em redes hexagonais compactas (hcp) ou cúbica de faces centradas (fcc) com coordenação 12, mais densa.
Maior empacotamento significa mais ligações vizinho–vizinhos por átomo, elevando ainda mais dureza e ponto de fusão.
Resposta
Os metais do Grupo 2 são mais duros e têm pontos de fusão maiores porque seus cátions
possuem carga dupla e doam dois elétrons, resultando em maior densidade de carga iônica e em um mar eletrônico mais denso, além de cristalizarem em redes mais compactas (hcp ou fcc), tudo isso reforçando muito a ligação metálica.