12. Metales Metales

12. Metales
Metales
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Alrededor de un 75% de todos elementos
Tienen el carácter metálico ( conductores de calor, electricidad, forman cationes, bajas
electronegatividades, brillo, son dúctiles y maleables, bajas energías de ionización, bajas
electroafinidades)
Poseen alta densidad y suelen ser sólidos a temperatura ambiente excepto mercurio
Forman enlaces metálicos
o Entre los átomos de los metales, que se agrupan muy cerca, hay electrones de valencia que los
átomos que forman un metal comparten, los electrones se pueden mover a través del compuesto
metálico y forman un gas electrónico. Los cationes forman una red cristalina.
En la tabla periódica los metales son separados de los no metales por la línea entre Boro y Polonio.
Arriba de la línea se encuentran los compuestos no metales y abajo los metales
Metales Alcalinos ns1
H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
El color de la llama
Metales alcalinos porque con agua forman hidróxidos muy fuertes
Propiedades:
 Poseen un electrón en su capa de valencia
 Estado de oxidación +1
 Metales alcalinos porque con agua forman hidróxidos muy fuertes
 Blandos, sólidos a temperatura ambiente, densidad baja (aumenta en el grupo)
 Puntos de fusión y de ebullición bajos entre los metales, menor según se baja en el grupo
 Son muy reactivos, son muy reductores.
 Forman compuestos iónicos
 Dan colores característicos a la llama
Reacciones
 Carácter fuertemente reductor
 Con agua reaccionan de manera violenta y reducen al hidrógeno Na + H2O→ NaOH + ½ H2
 Con el hidrógeno forman hidruros 2M+H2 → 2M+H Con azufre y halógeno forman sulfuros y haluros 2M +X2→2MX
 Con oxígeno (combustión) forman peróxidos (Litio óxidos) 2M+02→M2O2
Presencia
 Solamente en sus compuestos (en la naturaleza no se encuentran en estado puro)
 Sodio: Sal NaCl, Sal de Glauber Na2SO4.10H2O, nitrato de Chile NaNO3
 Potasio: nitrato potásico KNO3, cloruro potásico KCl (silvina).
 El Na y K se presentan en forma de cationes en los cuerpos de los seres vivos
Síntesis
 Hay que reducirlos para obtenerlos en estado puro (suelen formar compuestos +1)
 La electrólisis del cloruro de sodio (Sodio en el cátodo)
2NaCl (l) →Na(l) +Cl2(g)
2KOH(l) →2K(l)+H2(g) +O2(g)
o El potasio y elementos siguientes se pueden obtener a partir de su cloruro fundido con vapor de sodio
en ausencia de aire
RbCl(l)+Na(g) →Rb(g) +RbCl(l)
Usos
Sodio – un agente reductor, NaCl - sal
NaNO3 nitrato de Chile
 Se usa como fertilizante
 E251 en industria alimenticia como conservante
Sal de Glauber Na2SO4.10H2O
- Laxante, uso en farmacéutica
Metales Alcalinotérreos
ns2
Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
Propiedades
 Poseen 2 electrones en su capa de valencia, su estado de oxidación es siempre II.
 Todos isotopos de Radio son radioactivos
 Son menos reactivos que los metales alcalinos, tienen mayor densidad
 Se oxidan con facilidad, son buenos reductores
 Reaccionan con agua, forman enlaces iónicos
 Sales solubles de Bario y Estroncio son venenosos
 Berilio y Magnesio tienen propiedades diferentes
Reacciones
Aparición
 Constituyen más del 4% de la corteza terrestre
 Calcio y magnesio abundan en los seres vivos
vitamina B12
 Se presentan en varios minerales (sales)
o Magnesio: MgCO3, (carbonato de magnesio, magnesita)
o Calcio: CaCO3 (carbonato cálcico o carbonato de calcio, calcita), CaSO4 (sulfato de calcio), CaF2
(difluoruro de calcio, fluorita)
Síntesis
 La electrólisis de sus cloruros fundidos MX2(l) →M(l)+X2
 La reducción de los halogenuros con el sodio CaCl2+2Na→ 2NaCl+Ca
Uso
BaSO4, sal insoluble en agua y en otros disolventes tradicionales, se usa en medicina como una sustancia de
contraste en las radiografías, generalmente del sistema digestivo.
Ra –las radioterapias en medicina para el tratamiento de cáncer
Ca – un agente reductor en la metalurgia
Metales de transición = d elementos
Propiedades
- Todos son metales
- Suelen ser duros y frágiles
- Tienen densidad grande, son buenos conductores de calor y electricidad
- Forman complejos
- Sus iones son coloreados
 Titanio (Ti) IVB
 uno de los elementos más frecuentes en la corteza terrestral
 se parece al acero
 es más duro y más resistente a la corrosión
 aeroplanes, acero inoxidable, titanio quirúrgico
 Zirconio (Zr) –IVB
 El óxido de circonio se usa en joyería; es una gema artificial denominada circonita que imita al
diamante.
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Vanadio V.5
 aditivo a aceros (el acero más duros)
 V2O5 - catalizador de la oxidación de SO2 a SO3 en la producción de H2SO4
o Elementos del grupo de hierro (Fe, Co, Ni) VIII.B
o Se encuentran en sus compuestos:
 Magnetita Fe2O3, Hematita Fe2O3, Siderita FeCO3 pirita FeS2
o Cobalto y níquel son buenos conductores de electricidad, son paramagnéticos
o Números de oxidación II y III
o Solubles en ácidos concentrados
 Se usan como materiales constructivos, en aleaciones
El hierro
 es ferromagnético
 elemento biogeneo: hemoglobina, mioglobina
 es corrosivo, reacciona con el oxígeno, por eso no se suele usar puro
cobalto
 elemento biogéneo (vitamia B12)
 aleaciones con el hierro, aditivo de acero
níquel
o resistente a la corrosion
 metalizacion: pinturas antioxidantes
 catalizador
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Elementos del grupo de cobre (Cu, Ag, Au) I.B
o Se encuentran incluso puros en la corteza terrestre
o El cobre es rojo, el oro amarillo y la plata blanca
o Son metales nobles (con Hg, Pd, Pt, Rh, Ru, etc)
o Número de oxidación I, II, III (oro hasta V)
 Se usan en la joyería, la plata en medicina porque es bactericida, el cobre en
electrotécnica.
El cobre
 es un oligoelemento esencial para la vida humana
Latón = mosaz
 Con estaño se usa para fabricar bronce
 Con zinc se usa para fabricar latón
 También se usa para fabricar bobinas
 Expuesto largo tiempo al aire húmedo, forma una capa adherente e impermeable de
carbonato básico (carbonato cúprico) de color verde y venenoso.
 También pueden formarse pátinas de cardenillo, una mezcla venenosa de acetatos de
cobre de color verdoso o azulado que se forma cuando los óxidos de cobre reaccionan
con ácido acético.
Elementos del grupo de zinc (Zn, Cd, Hg) II.B
o Bajas temperaturas de fusión, el mercurio es líquido muy tóxico
 El zinc se usa para la producción del latón (mosaz), el cadmio como capa protectora contra la
corrosión en coches, aviones, el mercurio se usaba en los termómetros y también se usa en la
medicina para fabricar medicamentos.
o Mercurio
 Es un metal pesado plateado
 a temperatura ambiente es un líquido inodoro
 No es buen conductor del calor comparado con otros metales, aunque es buen conductor de la
electricidad.
 Se alea fácilmente con muchos otros metales como el oro o la plata produciendo amalgamas (no con
el hierro)
 Es insoluble en agua
 Cuando aumenta su temperatura-por encima del los 40 °C - produce vapores tóxicos y corrosivos, más
pesados que el aire. Es dañino por inhalación, ingestión y contacto: se trata de un producto muy
irritante para la piel, ojos y vías respiratorias.
 Se usa para fabricar espejos
 Fabricación de materiales de medición (termómetro)
 Catalizador
 Manganeso (Mn)
 Se utiliza en las aleaciones de acero
o Es un oligoelemento estructural y enzimático, en cantidades elevadas es tóxico
 Cromo (Cr)
 Se utiliza en las aleaciones
 Catalizador
o Elemento esencial, exceso es tóxico
 Aluminio
 color de plata, brillo metálico
 un metal muy ligero - densidad de 2,7 kg/m3
 blando, conduce bien el calor y la electricidad
 es anfótero – reacciona tanto con los ácidos como con los hidróxidos
 El aluminio en general no es tóxico pero en altos niveles puede causar problemas de salud, sobre todo
cuando de usan moldes de aluminio para comidas cítricas (ácidas).
 se puede estirar a fibra muy fina o a folio
 Resistente a la corrosión (costra de oxido)
 capaz de enlazar el oxigeno --> producción de metales = aluminotermia
 se usa como conductor, para potes y sartenes, folios
dural - aleación (Al, Mn, Cu, Mg)
bauxita - Al2O3
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Plomo (Carbonoideos)
Con estaño pertenecen al grupo de los carbonideos
Aparece como galenita PbS
gris/azul
dúctil
más reactivo que estaňo
Es un metal muy pesado - densidad 11340 kg/m3
Es resistente a la corrosión, en el aire se cubre con PbO
Es tóxico
acumuladores, pilas
no deja pasar los rayos X - partes de radiografos, en tecnica nuclear
aleaciones - almártaga
Pb(C2H5)4 - aditivo antidetonativo en gasolina
En las balas
Estaño (Carbonoideos)
No es tóxico
 Se utiliza en aleaciones, latas, en cerámica para los esmaltes, etc.