Por que os metais de transição como cobre ( Cu ) e prata ( Ag ) são excelentes condutores de eletricidade?

Passo 1

O enunciado pede para entender por que metais de transição como \mathrm{Cu} e \mathrm{Ag} conduzem eletricidade tão bem. O conteúdo envolvido é a estrutura eletrônica dos metais e a teoria de bandas, que mostra como elétrons de valência se comportam num sólido.

Passo 2

Nos metais de transição cada átomo disponibiliza pelo menos um elétron de valência (no caso de \mathrm{Cu} é o elétron 4s ^1, e de \mathrm{Ag} também 5s ^1). Esses elétrons ocupam uma banda de condução parcialmente preenchida, isto é, uma faixa de níveis de energia onde podem se deslocar livremente pelo metal formando um “mar de elétrons”. É essa mobilidade de carga que dá origem à alta condutividade elétrica.

Passo 3

Além disso, em \mathrm{Cu} e \mathrm{Ag} as bandas d ficam cheias logo abaixo da banda s de condução. Como não há elétrons d participando diretamente do transporte de carga, o espalhamento (colisões) dos elétrons livres é reduzido, diminuindo a resistividade elétrica.

Passo 4

Outro ponto é a forte sobreposição dos orbitais s entre átomos vizinhos no retículo cristalino, o que alarga a banda de condução e aumenta ainda mais a mobilidade eletrônica. Juntando banda de condução larga, poucos espalhamentos e muitos elétrons livres, temos resistividade muito baixa.

Resposta

Metais de transição como \mathrm{Cu} e \mathrm{Ag} são excelentes condutores porque possuem um elétron de valência que forma uma banda de condução parcialmente preenchida, banda d completamente ocupada (que não contribui para espalhamento) e grande sobreposição de orbitais s no cristal, resultando em muitos elétrons livres e mobilidade alta, isto é, baixa resistividade.

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