Propiedades Físicas y Químicas

de los Metales

Cuestionario

• A qué se llama metales nativos y cuáles son?

Son los que se encuentran libres en la naturaleza: Au, Ag, Cu y Pt.

• En qué consiste la maleabilidad de los metales y cuál es el más maleable?

Es la propiedad que tienen de dejarse hacer láminas. El más maleable es el Au, del que se pueden hacer laminas de 0.0001 mm de espesor.

• Existen metales más ligeros que el agua? Cuales?

Si, como el K (0.83) y Na (0.97). El más ligero es el Li (d= 0.53 g/ml).

• Qué tipo de óxidos forman los metales?

Básicos.

• Qué es el galvanizado?

Es recubrir un metal activo con zinc. Lámina galvanizada para techos, superficies cromadas.

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 no. 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.

Para nombrarlos se escribe primero la palabra “Hidruro” y después el nombre del metal.

• NaH - Hidruro de Sodio

• KH - Hidruro de Potasio

Formación de Óxidos

Compuestos binarios formados por un metal y oxígeno. Estos compuestos siempre son neutrales. Hay dos formas para nombrarlos.

Ginebra: Se escribe la palabra “Óxido” seguida por el metal con la terminación “-ico” si está utilizando su mayor valencia u “-oso” si utiliza la menor.

U.I.Q.P.A.: Si escriben las palabras “Óxido de -“ seguidas del metal indicando con no. romano la valencia que usa.

En ambas formas si el metal tiene valencia única, sólo se escribirán las palabras “Óxido de -“ y el metal.

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.

2Na + H2O Na2O + H2

Zn + H20 no hay reacción

Desplazamiento por Metales Activos. Galvanizado.

Metales con potencial de oxidación alto , desplazan a los metales de menor potencial de sus sales en solución en procesos electrolíticos.

Galvanizado: recubrimiento de hierro o acero con una capa de cinc como protección a la corrosión. Zn + CuSO4 cc ZnSO4 + Cu

Metales Anfóteros

Este tipo de metales, como el Al, Pb, Zn, etc. liberan hidrógeno de las soluciones alcalinas formando iones complejos. Zn +2OH-1 +2HOH H2 +Zn(OH)4-2

Bibliografía

Encarta 2000

La Magia de la Química

Allier - Castillo - Fuse

Editorial McGraw - Hill

pp.40-44

Enciclopedia Oceánica Color

Tomo 4

pp.853