4.1.2. Metales, no metales, semimetales en la Tabla Periódica

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:       V₂O_5(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:    TiCl_{4 (s)}  +  Mg _(l)  →  Ti _(s)  +  MgCl_2(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.