Como a resistividade elétrica dos elementos representativos varia entre os metais do grupo 1 (metais alcalinos) e os não-metais do grupo 17 (halogênios), e como essa variação afeta suas aplicações em circuitos elétricos?
Passo 1
Beleza, deixa eu resumir o que a gente tem que fazer: a questão pede pra comparar como a resistividade elétrica (que é uma propriedade física química) varia entre os metais do grupo 1 (metais alcalinos) e os não-metais do grupo 17 (halogênios). E aí, depois, explicar como essa diferença de resistividade afeta o uso de cada um em circuitos elétricos.
Conteúdo envolvido:
Conteúdo envolvido:
- Definição de resistividade elétrica (ρ) e sua relação com resistência ®.
- Tendência periódica de condutividade/resistividade em metais vs. não-metais.
- Como isso dita aplicações práticas em circuitos.
Passo 2
Primeiro, o que é resistividade elétrica?
- Resistividade (ρ) é uma medida de quão difícil é para elétrons se moverem num material.
- A fórmula básica liga resistência ® com resistividade:
onde L é o comprimento do condutor e A é a área da seção transversal. - Unidade: Ω·m (ohm vezes metro). Quanto menor ρ, mais fácil os elétrons passam → bom condutor. Quanto maior ρ, pior condutor → isolante.
Passo 3
Resistividade nos metais do grupo 1 (Li, Na, K, etc.):
- Metais alcalinos têm elétrons de valência soltos (1 elétron na camada externa), isso facilita MUITO a movimentação de cargas.
- Tipicamente ρ ≈ 10⁻⁸ a 10⁻⁷ Ω·m (valores altíssimos de condutividade).
- Tendência no grupo: conforme descemos, o metal fica um pouco mais “espalhado” e a resistividade cresce ligeiramente, mas continua baixíssima.
Passo 4
Resistividade nos halogênios (F₂, Cl₂, Br₂, I₂ em estado elementar, sólidos em I₂ e Br₂):
- São não-metais, elétrons fortemente ligados aos átomos, não formam “mar” livre de elétrons.
- Isso gera ρ altíssima, de ordem 10¹⁰ a 10¹⁴ Ω·m (são isolantes ou, no máximo, semicondutores ultrabaixos).
- Eles não conduzem corrente elétrica em condições normais.
Passo 5
Como isso afeta aplicações em circuitos?
- Metais do grupo 1 (e metálicos em geral): usados em fios, cabos, eletrodos, ligações internas de componentes, porque têm baixíssima resistência e dissipam pouca energia em forma de calor.
- Halogênios (não-metais isolantes): não servem pra conduzir corrente; às vezes são usados em dielétricos de capacitores (ex.: compósitos contendo flúor) ou como parte de gases isolantes em lâmpadas especiais (ex.: lâmpadas de halogênio), mas nunca como fio condutor.
Resposta
Os metais alcalinos (grupo 1) têm resistividade muito baixa (ρ ∼10⁻⁸–10⁻⁷ Ω·m), funcionando como excelentes condutores em fios e eletrodos, enquanto os halogênios (grupo 17) apresentam resistividade altíssima (ρ ∼10¹⁰–10¹⁴ Ω·m), comportando-se como isolantes e sendo aplicados apenas em situações onde não se quer passagem de corrente.