-
7/25/2019 3.Enlace Metlico
1/6
QumicaUnidad 3. Enlaces y nomenclatura qumica3.1. Tipos de
enlace3.1.3. Enlace metlico
Educacin Superior Abierta y a Distancia Ciencias de la Salud,
Biolgicas y Ambientales
Caractersticas de los metales
Hasta ahora hemos visto cmo se enlazan los metales con los no
metales y los no metales entre s. Pero cmose enlazan los metales?
Qu caractersticas presentan estas sustancias?
Electronegatividad
Recordemos que los metales son los elementos menos
electronegativos de la tabla peridica. Por lo general,tienen 1, 2 3
electrones de valencia, los cuales pierden fcilmente dando lugar a
la formacin de ionespositivos (cationes), como: Na 1+, Ca 2+ , Al3+
.
Formacin
Los tomos de los metales se ordenan en el espacio formando redes
metlicas parecidas a las redes cristalinasde los compuestos inicos.
Los electrones de valencia se mueven a travs de los tomos, por lo
que se diceque hay una transferencia continua de electrones de un
tomo a otro; a este tipo de unin se le conoce comoenlace metlico
.
Enlace metlico del cobre.
-
7/25/2019 3.Enlace Metlico
2/6
QumicaUnidad 3. Enlaces y nomenclatura qumica3.1. Tipos de
enlace3.1.3. Enlace metlico
Educacin Superior Abierta y a Distancia Ciencias de la Salud,
Biolgicas y Ambientales
Enlace metlico
En la actualidad existen dos teoras que explican cmo es que se
realiza el enlace metlico, da clic en cada unapara conocerla.
Modelo de la nube electrnica
Segn el modelo de la nube electrnica , los elementos metlicos al
ceder sus electrones forman unanube o mar de electrones en la que
estn inmersos todos los tomos del metal. Esta nube permite el
libremovimiento de los electrones a travs de los tomos. De esta
manera, el enlace metlico resulta de lasatracciones electrostticas
entre los iones positivos de los metales y los electrones que se
mueven a travsde ellos.
Teora de bandas
La teora de bandas establece que cuando dos tomos se enlazan,
los orbitales de la capa de valenciase combinan para formar dos
orbitales nuevos, uno que se denomina enlazante (de menor energa) y
otroantienlazante (de mayor energa). En el caso de combinarse tres
tomos se formarn tres orbitales, cuyadiferencia de energa ser menor
que en el caso anterior. As, a mayor nmero de tomos enlazados
seformar un mayor nmero de orbitales moleculares, llamada banda ,
con una diferencia de energa mnima.
Enlace metlico de acuerdo al modelo de nube electrnica.
Es importante mencionar, que los tomos de los metales en este
tipo de unin no son propiamente iones, yaque los electrones an estn
dentro de la red y pertenecen a todos los tomos del metal. Es
decir, no hayganancia ni prdida de electrones como en el enlace
inico, ni comparticin de electrones como en el enlacecovalente. En
el enlace metlico, los electrones viajan libremente a travs de la
red cristalina.
El movimiento de estos electrones hace que los metales sean
buenos conductores del calor y la electricidad.Una importante
caracterstica que distingue a los metales es que, en estado slido,
conducen el calor y laelectricidad ; los slidos con enlaces inicos
y covalentes no la conducen.
El modelo de la nube electrnica a pesar de ser muy sencillo, nos
permite explicar algunas propiedadesde los metales, como la
conductividad, aunque nos limita al tratar de comprender la
diferencia en cuanto aconductividad de algunos metales.
-
7/25/2019 3.Enlace Metlico
3/6
QumicaUnidad 3. Enlaces y nomenclatura qumica3.1. Tipos de
enlace3.1.3. Enlace metlico
Educacin Superior Abierta y a Distancia Ciencias de la Salud,
Biolgicas y Ambientales
Formacin de una banda de orbitales a partir de orbitales atmicos
individuales.
Esto mismo ocurre en los metales, los cuales al unirse combinan
sus orbitales atmicos para formar una granmolcula (red metlica), en
la que los orbitales moleculares resultantes, debido a su gran
cercana, formandos bandas. La primera, en la que se localizan los
electrones de valencia llamada banda de valencia y laotra, vaca,
denominada banda de conduccin . Ambas bandas estn muy cercanas o
traslapadas. Por ello,en los metales al estar la banda de valencia
llena o parcialmente llena, los electrones pueden pasar fcilmentea
la banda de conduccin y moverse libremente, permitiendo la
conductividad del calor y la electricidad.
Esquema de la estructura de bandas de varios tipos de
sustancias.
Caso contrario ocurre en los aislantes, en los que a pesar de
que la banda de valencia est completa y labanda de conduccin vaca,
no hay conductividad elctrica, debido a que existe una diferencia
importante deenerga entre ambas bandas (zona prohibida), lo que
impide el salto de electrones de una a otra.
En el caso de un semiconductor, la separacin entre las bandas no
es tan grande y algunos electronespueden saltar a la banda de
conduccin, as como presentar cierto grado de conductividad. De esta
maneraes cmo la teora de bandas explica la diferencia de
conductividad entre los metales.
2 3
Bandavaca
Brechaangosta
Bandasvacas
(bandas deconduccin)
Bandasllenas
(bandas devalencia)
Bandallenas
(banda devalencia)
Banda
parcialmenteocupada(banda de
conduccin)Brechaancha
Metal Aislador Semiconductor
-
7/25/2019 3.Enlace Metlico
4/6
QumicaUnidad 3. Enlaces y nomenclatura qumica3.1. Tipos de
enlace3.1.3. Enlace metlico
Educacin Superior Abierta y a Distancia Ciencias de la Salud,
Biolgicas y Ambientales
Enlace metlico de acuerdo a la teora de bandas.
Basndote en el modelo de bandas explica, por qu algunos metales
conducen mejor el calor y la electricidadque otros? Investiga cul
de los metales es el mejor conductor de la electricidad? Por
qu?
Cohesin
Existe en los metales una gran fuerza de cohesin debido a la
deslocalizacin (movimiento) de los electrones,la cual les confere
una gran resistencia. En comparacin con los cristales inicos, los
cristales metlicos nosufren rotura, sino deformaciones que les
permiten ser maleables y dctiles. Esto es, los tomos se
deslizanunos sobre otros, antes de romperse.
Deformacin de un cristal metlico y rotura de un cristal
inico.
Zona deconduccin
ZonaProhibida
Zona devalencia
Metal AislanteSemiconductor
-
7/25/2019 3.Enlace Metlico
5/6
QumicaUnidad 3. Enlaces y nomenclatura qumica3.1. Tipos de
enlace3.1.3. Enlace metlico
Educacin Superior Abierta y a Distancia Ciencias de la Salud,
Biolgicas y Ambientales
Estructura
La estructura de los cristales metlicos es muy simple, pues cada
vrtice del cristal est ocupado por un tomodel mismo metal. La
geometra que adquieren los cristales metlicos, es por lo regular
una estructura cbicacentrada en el cuerpo, cbica centrada en las
caras o empaquetamiento hexagonal compacto.
Estructuras cristalinas comunes de metales: (a) cbica centrada
en el cuerpo, (b) cbica centrada en la cara, (c)hexagonal
compacta.
Metales como el cromo, el hierro, el molibdeno, el potasio y el
sodio tienen estructura cristalina cbica centradaen el cuerpo a
temperatura ambiente (20 oC).
Muchos metales como el aluminio, el cobre, el hierro y el nquel,
a elevadas temperaturas (912 a 1394C)cristalizan en una estructura
cristalina cbica centrada en la cara.
El cadmio, el zinc, el magnesio, el cobalto y el titanio son
cinco metales con estructura cristalina hexagonal
compacta a temperatura ambiente (20 oC).
Densidad
El alto ndice de coordinacin (nmero de tomos alrededor de otro)
de los metales da lugar a fuertesempaquetamientos. Los metales son,
por ello, bastante densos. La densidad ser mayor en los
compuestosmetlicos cuyos iones positivos sean de menor tamao y
mayor carga.
Tabla de densidades de los metales ms correintes a 15C
-
7/25/2019 3.Enlace Metlico
6/6
QumicaUnidad 3. Enlaces y nomenclatura qumica3.1. Tipos de
enlace3.1.3. Enlace metlico
Educacin Superior Abierta y a Distancia Ciencias de la Salud,
Biolgicas y Ambientales
Densidades de algunas aleaciones metlicas
Fusin y ebullicin
Cuanto mayor sea la energa para romper los enlaces, ms altos
sern los puntos de fusin y de ebullicin. Lamayora de los metales
suelen tener altas temperaturas de fusin y ebullicin (tabla 3),
siendo ms altos cuantomayor sea la carga de los iones y menor su
tamao.
Puntos de fusin y ebullicin de algunos metales (Chang, Qumica,
2007).
