METALES Y NO METALES

CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y

REACTIVIDAD

Maribel Giraldo Zuluaga

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS METALES Y DE LOS NO METALES

METALES NO METALESSon sólidos a temperatura ambiente excepto el mercurio (Hg) que es líquido.

Algunos son sólidos, otros son gaseosos y el único líquido es el bromo (Br) a temperatura ambiente.

La mayor parte son más densos que el agua exceptuando el litio (Li), el sodio (Na) y el potasio (K).

Por lo general son menos densos que el agua.

Presentan brillo y lustre metálico. No brillan.

Son maleables, es decir, se les puede convertir en láminas, (el oro (Au) es el más maleable) .

No son maleables, los que son sólidos se pulverizan al golpearlos.

Son dúctiles, es decir, se puede hacer con ellos hilos o alambres.

No son dúctiles.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS METALES Y DE LOS NO METALES (CONTINUACION)

METALES NO METALES

Son buenos conductores del calor. No son buenos conductores del calor.

Son buenos conductores de la electricidad, (la plata (Ag) es el mejor conductor).

No son buenos conductores de la electricidad.

Su molécula es monoatómica. Sus moléculas no son monoatómicas.

Sus átomos tienen uno, dos o tres electrones en su último nivel energético.

Sus átomos tienen cinco, seis o siete electrones en su último nivel energético.

LA TABLA PERIODICA

VARIACIÓN DE LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS

CARÁCTER METÁLICO

Tendencia de un elemento a exhibir las propiedades de los metales.

Según el carácter metálico:

Metales:• Pierden fácilmente electrones para formar cationes• Bajas energías de ionización• Bajas afinidades electrónicas• Bajas electronegatividades• Forman compuestos con los no metales, pero no con los metales

No Metales:• Ganan fácilmente electrones para formar aniones• Elevadas energías de ionización• Elevadas afinidades electrónicas• Elevadas electronegatividades• Forman compuestos con los metales, y otros con los no metales

Semimetales o metaloides:• Poseen propiedades intermedias entre los metales y los no metales (Si, Ge)

ALGUNOS METALES Y SUS USOS

ALUMINIO

Metal ligero, sus aleaciones con el magnesio y el cobre se comparan con el acero por su dureza.Buen conductor del calor y la electricidad. Fabricación de aleaciones de plomo, como el metal para los tipos de imprenta.

CADMIOPara proteger piezas de hierro contra la corrosión.

Fabricación de varillas de control de los reactores nucleares

COBALTOManufactura de instrumentos para cortar, fabricación de

vidrios y esmaltes de color azul

COBREExcelente conductor de electricidad, se usa para hacer

alambres y cables.

ESTAÑOEs un metal que se utiliza para estañar otros metales,

especialmente el acero, para protegerlos de la corrosión. Su aleación con el cobre produce el bronce

HIERROEl más útil de los metales. Su aleación con el carbón

produce el acero.

ALGUNOS METALES Y SUS USOS

GERMANIOEmpleado para hacer los transistores de los circuitos de radio.

MAGNESIOSus aleaciones con otros metales son importantes, lo utilizan los focos de flash en fotografía.

MANGANESO Se utiliza en la preparación de aceros.

NIQUELSe emplea para niquelar piezas metálicas y en la preparación de aceros especiales.

PLATAEs un metal precioso, resiste la corrosión, pero se amarilla. Es un buen conductor del calor y la electricidad.

PLATINOEs un metal precioso, tiene alto punto de fusión y resiste la corrosión.

TUNGSTENOEs usado en la manufactura de filamentos para focos eléctricos. Su punto de fusión es muy alto y es usado para obtener aceros de gran dureza.

URANIOEs el más pesado de los elementos y se utiliza en producción de energía nuclear.

ZINCSu aleación con el cobre produce el latón, se usa para galvanizar láminas y alambres de hierro.

ALGUNOS NO METALES Y SUS USOS

CARBONOComponente de hidrocarburos, especialmente los combustibles fósiles, minas de lápices, elemento de aleación principal de los aceros, carbón activado.

CLOROBlanqueo de materiales como la pasta de papel, el algodón y el lino, HCl para la industria, NaOCl se utiliza en el tratamiento de las aguas como desinfectante.

AZUFRE

Producción de ácido sulfúrico para baterías, la fabricación de pólvora y el vulcanizado del caucho, fungicida, manufactura de fosfatos fertilizantes. Los sulfitos se usan para blanquear el papel y en cerillas.

NEÓNIndicadores de alto voltaje, tubos de televisión, junto con el helio en la elaboración de un tipo de laser.

NITROGENOFabricación de fertilizantes, pólvora, amoniaco, la hidracina un derivado se usa como combustible para cohetes.

BROMOPreparación de ciertas tinturas y de dibromoetano un componente antidetonante para la gasolina, fotografía, producción de petróleo y gas natural.

ABUNDANCIA DE ELEMENTOS EN LA CORTEZA TERRESTRE

Oxígeno; 46,71%

Silicio; 27,69%

Aluminio; 8,07%

Hidrógeno; 0,14%

Potasio; 2,58% Titanio; 0,62%

Magnesio; 2,08%

Hierro; 5,05%

Calcio; 3,65%Sodio; 2,75%

Los metales alcalinos son metales muy reactivos, por ello se encuentran siempre en compuestos como óxidos, haluros, hidróxidos, silicatos y no en estado puro.

Son metales blandos .

Los metales alcalinos tienen un gran poder reductor; se deben conservar en aceite mineral para que su elevada reactividad no haga que reaccionen con el oxígeno o el vapor de agua atmosféricos.

Poseen baja densidad.

En disolución acuosa muestran propiedades básicas .

METALES ALCALINOS (GRUPO 1)

Abundancia

(g/100Kg de corteza sólida)

Li 18 (35)

Na 22700 (7)

K 18400 (8)

Rb 78 (23)

Cs 2.6 (46)

Fr Trazas

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS METALES ALCALINOS

METALES ALCALINOTERREOS (GRUPO 2)

Abundancia

(g/100Kg de corteza sólida)

Be 2 (51)

Mg 27640 (6)

Ca 46600 (5)

Sr 384 (15)

Ba 390 (14)

Ra Trazas

•Comparados con el grupo 1, los metales alcalinotérreos son más duros, pero la blandura aumenta hacia abajo en el grupo.

•Los radios atómicos son menores.

•Al tener dos electrones enlazantes, tienen mayor punto de fusión y ebullición y mayor densidad.

•El Be y Mg son reductores mas débiles que el resto de los metales del grupo.

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS METALES ALCALINOTERREOS

METALES DE TRANSICIÓN

Es un elemento que forma por lo menos un Ión simple con un conjunto incompleto de electrones “d”.

PROPIEDADES DE LOS METALES DE TRANSCIÓN

Todos los metales de transición son duros. Poseen Puntos de Fusión Altos. Todos los metales de transición tienen densidades

elevadas. A 20ºC son todos sólidos a excepción del Hg. Pueden formar aleaciones entre ellos. Presentan estados de oxidación variables. Los elementos de transición pueden sufrir:

Excitación electrónica

Promoción electrónica

Hibridación.

Estados de Oxidación Metales de Transición

Ti V

+3

+4

Cr

+3

+6

Mn

+2

+3

+6

+7

Fe

+2

+3

Co

+2

+3

Ni

+2

Cu

+1

+2

Zr

+4

Mo

+6

Ag

+1

Pt Au

+1

Gases Nobles (Grupo 18)

Halógenos (Grupo 17) Todos los elementos del grupo17 son

monovalentes.

En su estado elemental forman moléculas biatómicas, X2.

En la naturaleza, por su gran reactividad, rara vez aparecen libres. Se encuentran principalmente en forma de sales disueltas en el agua de mar o en extensos depósitos marinos.

Temperatura de fusión, de ebullición, densidad y el radio; varían en orden creciente del flúor al yodo.

La característica química fundamental de los halógenos es su capacidad oxidante.

La Familia del Oxígeno (Grupo 16)

•O, S, Se, Te y Po.

•No metales: oxígeno y azufre.

•Telurio y Polonio: características metálicas.

•Basados en la configuración electrónica el oxígeno y azufre son parecidos. Sin embargo, H2O alta temperatura de ebullición pero H2S baja temperatura de ebullición.

La Familia del Nitrógeno (Grupo 15)

•N, P, Sb, As y Bi.

•Nitrógeno átomo pequeño que difiere en comportamiento con respecto a los demás de su grupo.

•Todos los elementos, excepto el Nitrógeno, son sólidos a temperatura ambiente.

•Antimonio y bismuto tienen brillo metálico y forman compuestos iónicos con carga +3.

•El fósforo tiene 3 formas alotrópicas: roja, blanca y negra.

Grupo 14: Familia del carbono

El carbono constituye tan solo el 0.027% de la corteza terrestre. Existe en forma elemental como grafito y diamante o mayoritariamente en forma combinada (CaCO3, petróleo, gas natural). Está presente en todos los organismos vivos.

Los otros elementos del grupo: Si, Ge, Sn y Pb.Tendencia general de metálico a no metálico al descender en el grupo. C: no metal, Si y Ge: metaloides y Sn y Pb: metales.El silicio es el segundo elemento más abundante en la naturaleza.

REACTIVIDADReacciones del Oxígeno con los Metales:

Los metales reaccionan con el oxígeno para formar los respectivos óxidos. Excepto el Au, Pd y Pt.

Li Na K Rb Cs Be Mg Ca Sr Ba

Óxidos Li2O Na2O K2O Rb2O Cs2O BeO MgO CaO SrO BaO

Peróxidos Li2O2 Na2O2 K2O2 Rb2O2 Cs2O2 MgO CaO SrO BaO2

Superóxidos NaO2 KO2 RbO2 CsO2

Formación de un hidróxido:

2 Ba + O2 → 2 BaO (óxido básico)

BaO + H2O → Ba(OH)2 (hidróxido)

Formación de un ácido oxácido:

S + O2 → SO3 (óxido ácido)

2SO3 + H2O → H2SO4 (ácido oxácido)

Reactividad de Grupos SelectosM

etal

es a

lcal

ino

s:Altísima reactividadM M + + e-

2M(s) + H2(g) 2MH(s) Hidruros

2M(s) + Cl2(g) 2MCl(s) Haluros

2M(s) + S(s) M2S Sulfuros

Desprenden hidrógeno del agua2M(s) + 2H2O(l) 2MOH(ac) + H2(g)

Sus óxidos son básicosM2O(s) + H2O(l) 2MOH(ac)

Menor reactividad (igual es alta)M M 2+ + 2e-

M(s) + Cl2(g) MCl2 (s) Haluros

No todos reaccionan con el agua

Be(s) + H2O(l) no pasa nada

Ca(s) + 2H2O(l) Ca(OH)2(s) + H2(g)

Sus óxidos son básicos

MO(s) + H2O(l) M(OH)2(ac)Met

ales

alc

alin

oté

rreo

s:

Tendencia a ganar electrones X2 + 2e- 2X-

X2(g) + H2(g) 2XH(g) Halogenuros

de Hidrógeno

X2(g) + 2Na(s) 2XNa(s) Halogenuros metálicos

X2(g) + Ca(s) X2Ca(s)

Hal

óg

eno

s:

Metales Alcalinos

Reacción Observaciones4M + O2 → 2M2O O2 limitado

4Li + O2 → 2Li2O Exceso de O2 (oxido de litio)

2Na + O2 → Na2O2 (peróxido de sodio)

M + O2 → MO2 M = K, Rb, Cs; exceso de O2

Superóxidos)

2M + X2 → 2MX X = halógeno (grupo VII A)

2M + S → M2S También con Se, Te, del grupo VI A

12M + P4 → 4M3P También con As, Sb, del grupo VA

2M + 2H2O → 2MOH + H2 K, Rb y Cs reaccionan exploxivamente