Em termos de densidade de probabilidade de funções de onda, o que diferencia uma ligação iônica de uma ligação metálica?

Passo 1

A questão pede para comparar, em termos de densidade de probabilidade das funções de onda, como se comportam os elétrons em ligações iônicas e metálicas e qual o aspecto fundamental que os diferencia.

Passo 2

A densidade de probabilidade de encontrar um elétron em um ponto
da região espacial é dada por
rho(r) = |Psi(r)|^2
onde Psi(r) é a função de onda eletrônica. Essa densidade indica como os elétrons estão distribuídos ao redor dos núcleos atômicos.

Passo 3

Na ligação iônica ocorre transferência quase completa de elétrons de um átomo para outro, formando íons positivos e negativos bem definidos. Isso faz com que as funções de onda dos elétrons se localizem fortemente em torno do ânion, resultando em picos de densidade próximos a esse íon e densidade muito baixa na região intermediária entre os núcleos.

Passo 4

Na ligação metálica, ao contrário, os elétrons de valência não estão presos a átomos específicos. As funções de onda se estendem por todo o cristal formando bandas eletrônicas. A densidade |Psi|^2 é relativamente uniforme no espaço intersticial e entre os núcleos, criando um “mar” de elétrons deslocalizados.

Passo 5

Portanto, o ponto-chave é que na ligação iônica a densidade de probabilidade dos elétrons está altamente localizada em torno do ânion, enquanto na ligação metálica essa densidade está deslocalizada pelo cristal, conferindo caráter de condução e coesão ao metal.

Resposta

A ligação iônica apresenta funções de onda com densidade de probabilidade fortemente localizadas em torno do ânion (e quase nula entre os núcleos), enquanto a ligação metálica tem funções de onda deslocalizadas que geram densidade quase uniforme pelo espaço intersticial, caracterizando o “mar” de elétrons do metal.

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