4.1.2. Metales,
no metales, semimetales en la Tabla Periódica.
Los metales se encuentran en estado
sólido excepto el mercurio que está en estado líquido. Se caracterizan porque
tienen brillo, son maleables ya que se pueden convertir en láminas delgadas. Un
ejemplo de ello, son las hojas de aluminio. También son dúctiles, es decir,
pueden transformarse en hilos y son buenos conductores de la electricidad y del
calor.
En cuanto a sus propiedades químicas,
los metales tienden a perder electrones, por lo que se dice que son
electropositivos pues forman iones positivos que reciben el nombre de cationes
cuando reaccionan con los no metales, cuando reaccionan con el oxígeno forman óxidos
metálicos, también conocidos como óxidos básicos que al reaccionar con agua
forman hidróxidos o bases
Lo no metales tienen propiedades
físicas y químicas opuestas a los metales, por ejemplo, no tienen brillo, no
forman láminas ni hilos y son malos conductores de la electricidad y del calor.
Ganan electrones y forman iones con carga negativa a los que se llama aniones
al combinarse con un metal.
Los semimetales o metaloides son
elementos que tienen propiedades intermedias a los metales y no metales, son
ejemplos, el silicio, el germanio y el arsénico.
En la tabla periódica pueden localizarse
fácilmente los metales, no metales y semimetales. En el lado izquierdo se
encuentran los metales y en el lado derecho los no metales, en tanto que los
semimetales están localizados en una diagonal que inicia con el Boro en el
grupo 13 y baja por el silicio hasta llegar al astato, esta misma diagonal
separa a los metales de los no metales.
La ubicación de los elementos en la
tabla periódica está determinada por sus propiedades y una de ellas es la
electronegatividad, es decir, la capacidad que tiene un átomo para atraer a los
electrones. Los átomos electropositivos tienden a estar a la izquierda, son los
metales, sin embargo, a medida que se avanza en la tabla hacia la derecha la
electronegatividad aumenta, como es el caso de no los metales. Si se observa en
la tabla periódica los valores de mayor electronegatividad les corresponde a
los halógenos que son del grupo 17, elementos no metálicos cuya tendencia es
ganar electrones. Asimismo se observa que la electronegatividad en la tabla
periódica disminuye hacia abajo, por ejemplo el flúor tiene mayor
electronegatividad que el astato que está en el mismo grupo.
Serie actividad de los
metales
Conocer
la reactividad química de los elementos nos ayuda a predecir muchas reacciones
químicas. De aquí que saber interpretar la serie de actividad de los metales es
muy útil, no sólo para predecir reacciones sino para prevenir riesgos frente a
posibles reacciones violentas o, en cambio, para las que no se llevan a cabo,
considerar factores que pueden favorecer la reacción, tales como la presión, la
temperatura o el empleo de ciertos catalizadores.
Los
metales, en la serie de actividad están ordenados de acuerdo a su capacidad para
desplazar al hidrógeno de un ácido o de agua. El litio Li es el metal más
reactivo y el oro Au es el menos reactivo, es decir, están ordenas de mayor a
menor reactividad.
De
acuerdo con esta serie, cualquier metal que se ubique arriba del hidrógeno, lo
desplazará del agua, ejemplo:
2
Na +
H2O → Na2O + H2
O
puede desplazar el hidrógeno del ácido, ejemplo:
Zn+ 2HCl
→ ZnCl2 + H2
De
hecho cualquier metal puede desplazar a otro metal de un compuesto que se
encuentre debajo él en la serie de actividad de los metales. El caso del zinc
que está arriba del cobre, puede desplazarlo de su compuesto, ejemplo:
Zn + CuSO4
→
Cu + ZnSO4
Este tipo
de reacciones se les conoce como de desplazamiento y tienen muchas aplicaciones
en los procesos metalúrgicos, en los cuales es importante separar metales puros
de sus minerales.
Pero
también a estas reacciones se les conoce como de óxido reducción (redox), así
que los metales están ordenados de manera decreciente de facilidad de oxidación
(de mayor a menor), de tal manera que el metal que está hasta arriba (el Li) es
el que se oxida con mayor facilidad y el Au con menor facilidad.
Por
ejemplo el vanadio, por su dureza y resistencia a la tensión, se usa en muchas
aleaciones como ferro vanadio, V-Ni y V-Cr. Los aceros cromo-vanadio se usan en
la fabricación de muelles, engranajes de transmisión y otras partes de los
motores. La aleación Ti-V se emplea en los cascos de los cohetes, en
alojamientos de los motores de aviones reactores y para componentes de los
reactores nucleares.
El vanadio
se obtiene por tratamiento de óxido de vanadio con calcio metálico, cuya
reacción es: V2O5(s) +
5Ca (l) → 2V (l) +
5CaO (s)
De
igual manera el titanio se obtiene a partir del cloruro de titanio (IV) con
magnesio, de acuerdo con la reacción:
TiCl4 (s)
+ Mg (l) → Ti (s) + MgCl2(l)
En
los dos casos, el metal que desplaza al metal deseado en el compuesto, está
situado arriba del ión metálico en la serie de actividad, es decir el Ca está
arriba del V y el Mg está arriba del Ti.
Referencias
bibliográficas:
Chang R. (1999). Química. Sexta edición. México: Mc Graw
Hill interamericana Editores.
Gutiérrez, A. Rodríguez Z.A y Carmona T. C. (2004). La química en tus manos. ENP, UNAM.
Cervantes
Nemer, B. V. y Loredo Enríquez, J. (2007). Manual
Pedagógico de Prácticas de Química General en Micro escala. Universidad
Iberoamericana. México.
