Por que os sólidos iônicos são geralmente frágeis enquanto os metais são maleáveis?
Passo 1
O enunciado pergunta por que sólidos iônicos, formados por íons organizados em uma rede cristalina, tendem a ser frágeis (quebram facilmente), enquanto metais, cuja ligação é metálica, são maleáveis (podem ser deformados sem fraturar). O conteúdo envolve química de ligações e estrutura cristalina, e precisaremos entender como cada tipo de ligação responde a um esforço mecânico.
Passo 2
Em sólidos iônicos, os íons positivos e negativos estão dispostos alternadamente em uma rede tridimensional rígida. A força que mantém o cristal unido é a atração eletrostática entre cargas opostas. Quando aplicamos um esforço que tende a deslizar um plano de íons sobre outro, íons de mesma carga podem ficar lado a lado.
Passo 3
Esse arranjo de cargas iguais em contato gera forte repulsão eletrostática. Essa repulsão faz com que o cristal se rompa abruptamente ao invés de se deformar. É por isso que sólidos iônicos são frágeis: uma pequena desalinhameto na rede leva a uma fratura instantânea.
Passo 4
Nos metais, os átomos compartilham elétrons de valência em um “mar” eletrônico deslocalizado. Esse conjunto de elétrons não está atribuído a nenhum átomo em particular, o que permite que as camadas atômicas deslizem umas sobre as outras sem perder a atração global.
Passo 5
Quando um esforço é aplicado ao metal, as camadas de átomos podem se deslocar (escorregar) umas em relação às outras, mas o “mar” de elétrons continua unindo todas as cargas positivas dos cátions metálicos. Assim, o metal se deforma plasticamente em vez de se partir.
Resposta
Sólidos iônicos são frágeis porque, sob deslizamento, íons de mesma carga entram em contato e se repelem, levando à fratura. Metais são maleáveis porque o mar eletrônico deslocalizado mantém a coesão mesmo quando as camadas atômicas deslizam, permitindo deformação sem ruptura.