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METALES

Los metales son los elementos químicos capaces de conducir la electricidad y el calor, que exhiben un brillo característico y que, con la excepción del mercurio, resultan sólidos a temperatura normal.

El concepto se utiliza para nombrar a elementos puros o a aleaciones con características metálicas. Entre las diferencias con los no metales, puede mencionarse que los metales disponen de baja energía de ionización y baja electronegatividad.

Los metales son tenaces (pueden recibir fuerzas bruscas sin romperse), dúctiles (es posible moldearlos en hilos o alambres), maleables (se convierten en láminas al ser comprimidos) y cuentan con una buena resistencia mecánica (resisten esfuerzos de tracción, flexión, torsión y comprensión sin deformarse).

Hay metales que aparecen en forma de elementos nativos (el cobre, el oro, la plata), mientras que otros pueden obtenerse a partir de óxidos, sulfuros, carbonatos o fosfatos. Los metales suelen ser muy utilizados en la industria, ya que ofrecen una gran estabilidad y tienen una amplia protección contra la corrosión.

Las bondades de los metales son conocidas por el hombre desde la prehistoria. En un principio se utilizaron aquellos que eran fáciles de encontrar en estado puro aunque, poco a poco, comenzaron a sumarse metales que se obtenían a partir de la utilización de hornos.

El uso de mineral de cobre con estaño permitió crear la aleación conocida como bronce, que hizo surgir una nueva era histórica (Edad de Bronce).

Hoy en día puede distinguirse entre distintos tipos de metales, como los metales preciosos (que se hallan en estado natural sin necesidad de combinarlos con otro para formar compuestos) y los metales pesados (que exhiben una densidad alta y tienen una cierta toxicidad).

CARACTERISTICAS

- Estado Físico: todos son sólidos a excepción del Mercurio que es líquido a temperatura ambiente

- Color: similar a la plata, a excepción del Cu y el Au. Presentan brillo metálico

- Presentan maleabilidad

- Ductilidad

- Dureza

- Altos puntos de fusión

- Conductores del calor y la electricidad

- Altas densidades

Casi todos solidos (el Francio y el mercurio son líquidos), conducen muy bien la electricidad y el calor. Tienden a ionizarse, es decir que ceden electrones fácilmente. Son dúctiles y maleables (pueden ser trabajados y darles formas).Altos puntos de Fusión.

PROPIEDADES GENERALES

Estado Natural y Metales Nativos

En estado natural, los metales raramente se encuentran puros, pues en general se hallan combinados con el oxígeno (O), o con otros no metales, en especial del cloro (Cl), azufre (S) y carbono (C).

Los metales que se encuentran puros en la naturaleza, llamados metales nativos son: Plata (Ag), Oro (Au), Cobre (Cu), y Platino (Pt).

Propiedades Físicas

Los metales muestran un amplio margen en sus propiedades físicas. La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece más de un color, y este fenómeno se denomina pleocroismo. 

Otras propiedades serían: 

densidad: relación entre la masa del volumen de un cuerpo y la masa del mismo volumen de agua.

estado físico: todos son sólidos a temperatura ambiente, excepto el Hg.

brillo: reflejan la luz.

maleabilidad: capacidad de lo metales de hacerse láminas.

ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos.

tenacidad: resistencia que presentan los metales a romperse por tracción.

conductividad: son buenos conductores de electricidad y calor.

Conductividad Eléctrica y Calorífica. Efecto de la Temperatura.

La más baja conductividad eléctrica la tiene el bismuto, y la más alta a temperatura ordinaria la plata. La conductividad en los metales puede reducirse mediante aleaciones. Todos los metales se expanden con el calor y se contraen al enfriarse. 

Los materiales como el oro, la plata o el cobre tienen conductividades térmicas elevadas y conducen bien el calor. Se piensa que el libre movimiento de los electrones es la causa de su alta conductividad eléctrica y térmica. La principal objeción a esta teoría es que en tal caso los metales deben tener un calor específico superior al que realmente tienen.

Atomicidad

Es el numero total de átomos que intervienen en una molécula, sin importar si son iguales o diferentes. Por su atomicidad las moléculas se clasifican en monoatómicas, diatómicas, triatómicas, tetratómicas y poliatómicas. En los metales sus moléculas únicamente son monoatómicas.

Todo átomo de metal tiene únicamente un no. limitado de electrones de valencia con los que se unirá a los átomos vecinos. Por ello se requiere un amplio reparto de electrones entre los átomos individuales. El reparto de electrones se consigue por la superposición de orbitales atómicos de energía equivalente con los átomos adyacentes. 

Comportamiento Iónico

Por tener valores bajos de potencial de ionización, su tendencia es perder electrones para formar iones positivos o cationes. Por esta razón los átomos de los metales son electropositivos y se combinan fácilmente con los átomos electronegativos de los no metales.

Potencial de Oxidación

Es la tendencia de una sustancia a ser oxidada. Se mide en la pila de Daniels y se expresa en voltios (V). E0 = E01 + E02

La oxidación de un cuerpo corresponde a la pérdida de electrones y la reducción corresponde a una ganancia de electrones. Algunos elementos como el cobre y el mercurio reaccionan lentamente para formar los óxidos, incluso cuando se les calienta. Los metales inertes, como el platino, el iridio y el oro únicamente forman óxidos por métodos indirectos. 

Formación de Hidruros

Los metales forman hidruros al unirse con el hidrógeno (H). Sólo en esta función el hidrógeno trabaja con la valencia –1, ya que los metales de los grupos IA y IIA tienen valores de electronegatividad menor que él.

Formación de Óxidos

Compuestos binarios formados por un metal y oxígeno. Estos compuestos siempre son neutrales. 

Reacción con Ácidos

Cuando un metal tiene potencial de oxidación positiva (E0+) libera hidrógeno (H2) al reaccionar con los ácidos.

Fe + 2HCl FeCl2 + H2 

Reacción con el Agua

Únicamente los metales con potencial de oxidación igual o mayor de +0.83 V reaccionan con el agua (H2O) liberando H2.

Desplazamiento

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