Propiedades de los metales

Ana Zita
Ana Zita
Doctora en Bioquímica

Las propiedades de los metales son aquellas cualidades que se le atribuyen a los metales. Un metal es un elemento químico o una aleación hecha de la mezcla de metales. Entre las propiedades más conocidas están ser buenos conductores de calor, sonido y electricidad a temperatura ambiente y a la presión atmosférica.

La palabra "metal" surge de metallon, con lo que los griegos describían las excavaciones mineras.

Los metales se obtienen de minerales extraídos de minas, a través de procesos metalúrgicos. El proceso de extracción involucra la reducción de los iones al metal elemental (con número de oxidación igual a cero).

Propiedades físicas de los metales

Las propiedades físicas de los metales se refieren a aquellas cualidades observables y medibles que no alteran la composición del compuesto.

No es correcto decir que todos los metales en general son materiales fuertes o duros con puntos de fusión y densidades altos. Por ejemplo, antimonio, bismuto y manganeso son metales quebradizos, mientras que el sodio y el potasio son metales suaves.

Brillo

propiedades de los metales brillo

Una de las propiedades que normalmente distinguen a los metales es el brillo. De hecho una de las calificaciones de brillo es "brillo metálico" Sin embargo, los compuestos con silicio, un no metal, también presentan brillo. Por ejemplo el cuarzo es un compuesto de silicio y oxígeno (no metales) que se caracterizan por su brillo.

Sólidos a temperatura ambiente

Los metales se presentan como sólidos en condiciones normales de temperatura y presión. La excepción clásica es el mercurio (Hg), que lo encontramos en forma líquida a temperatura ambiente.

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El mercurio lo encontramos en forma líquida.

Maleabilidad

La propiedad de maleable de un metal se aplica cuando este puede golpearse hasta formar una lámina. Esa es la propiedad que se aplica cuando se forja el hierro para hacer utensilios y herramientas.

Ductilidad

La ductilidad es la capacidad de deformarse sin romperse. Esta es la propiedad aplicable cuando doblamos un alambre de cobre, aluminio o hierro.

Punto de fusión alto

Los metales típicamente tienen puntos de fusión altos. Por ejemplo, el tungsteno se funde a 3410º y el aluminio a 660ºC. Excepciones a esto son el cesio que se funde a 29ºC, el mercurio a -38ºC y el galio a 30ºC.

Conductividad eléctrica

Todos los metales tienen la propiedad de alta conductividad eléctrica en las tres dimensiones. La plata es el mejor conductor y el plutonio el peor conductor entre los metales.

Conductividad térmica

La conductividad térmica es la capacidad de transferir calor. Todos los metales tienen una conductividad térmica alta. Sin embargo, existen no metales que tienen una conductividad térmica alta como el diamante, que es un compuesto de carbono.

Densidad de los metales

La densidad es la relación de la masa con respecto al volumen del material. Generalmente se asume que los metales tienen una densidad alta. Por ejemplo, la densidad de la plata (Ag) es 10,5 g/ml, la del cobre 8,96 g/ml y la del paladio (Pd) 11,9 g/ml a 20ºC.

Existen excepciones a la regla. Los metales litio (Li), sodio (Na) y potasio (K) son menos densos que el agua. El osmio (Os) tiene la densidad más alta 22,48g/ml a 20ºC. El telurio (Te, un no metal) tiene una densidad de 6,25 g/ml que es mayor que la densidad de 18 metales.

Dureza

La dureza es la resistencia a la abrasión. En la escala de dureza de Mohs el diamante es el máximo de 10 y el talco es de 1. Los metales de gran dureza son el hierro (4), el cobalto (5,5), vanadio (7), titanio (9-10) y los metales de menor dureza son el cesio y el rubidio (0,2-0,3).

Propiedades químicas de los metales

Las propiedades químicas de los metales están determinados por los electrones de valencia y por su electronegatividad.

Formación de cationes

La capacidad de ceder electrones de valencia y formar cationes es una de las propiedades de los metales. Por ejemplo, los metales alcalinos, como el sodio y el potasio, ceden fácilmente un electrón. Los metales alcalino térreos, como magnesio y calcio, ceden los dos electrones de su última capa de valencia

Actúan como agentes reductores

Cuando reacciona un metal con un no metal, generalmente el metal actúa como agente reductor, mientras el no metal es el agente oxidante. Por ejemplo:

negrita 2 negrita Na subíndice negrita paréntesis izquierdo negrita s negrita paréntesis derecho negrita paréntesis izquierdo negrita metal negrita paréntesis derecho fin subíndice negrita más negrita S subíndice negrita paréntesis izquierdo negrita s negrita paréntesis derecho negrita paréntesis izquierdo negrita no negrita espacio negrita metal negrita paréntesis derecho fin subíndice negrita flecha derecha negrita Na subíndice negrita 2 negrita S negrita espacio

el sulfuro de sodio Na2S contiene cationes de Na+ y aniones de sulfuro S-2.

Formación de compuestos iónicos

Los metales forman compuestos iónicos con elementos no metales. Por ejemplo en la fluorita o fluoruro de calcio CaF2, el calcio es el metal y el flúor es no metal.

Tipos de metales

metales tabla periodica
En el recuadro negro se encuentran los metales.

De los 118 elementos de la tabla periódica, 91 son metales. Los podemos clasificar en cuatro grupos generales.

Metales alcalinos

Pertenecen a la familia 1A de la tabla periódica. Conseguimos en este grupo al sodio (Na), el potasio (K), el litio (Li), el rubidio (Rb), el cesio (Cs) y el francio (Fr). En su configuración electrónica, el último nivel tiene un electrón. Los elementos de esta familia son muy reactivos.

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Los metales alcalinos, como el rubidio Rb reaccionan con el agua de forma violenta, liberando hidrógeno.

Metales alcalino térreos

La familia 2A comprende los metales alcalino térreos, dentro de los que podemos mencionar el berilio (Be), magnesio (Mg), el calcio (Ca), el estroncio (Sr), el bario (Ba) y radón (Ra). En su configuración electrónica, el último nivel tiene dos electrones.

Metales de transición

En el centro de la tabla periódica tenemos los metales de transición. En estos elementos la capa d está parcialmente cargada. La primera serie de transición comprende escandio (Sc), titanio (Ti), vanadio (V), cromo (Cr), manganeso (Mn), hierro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni), y cobre (Cu). La segunda serie de transición son lantánidos y la tercera serie son los actinidos.

Los metales de transición se comportan como los metales típicos, con brillo metálico y elevada conductividad térmica y eléctrica. Con respecto a la dureza, el hierro y el tungsteno son muy fuertes y duros y se usan como materiales de construcción. Pero el cobre, el oro y la plata son comparativamente más suaves.

Metales post-transición

Entre los metales de transición y los metaloides se localizan los metales de post-transición. Aquí se incluyen el galio (Ga), indio (In), estaño (Sn), talio (Tl), plomo (Pb) y bismuto (Bi).

En el grupo 4A se encuentra el estaño (Sn) y el plomo (Pb). Ambos elementos tienen en su último nivel de valencia 4 electrones. El estaño es un metal suave y plateado, usado en aleaciones como el bronce (20% estaño y 80% cobre), soldadura (33% estaño y 67% plomo) y peltre (85% estaño, 7% cobre, 6% bismuto, y 2% antimonio.

El plomo se obtiene de su mineral, la galena PbS.

Curiosidades sobre los metales

De los metales podemos conseguir muchos datos curiosos. Veamos.

¿Qué son los metales pesados?

Los metales conocidos como metales pesados son aquellos metales del bloque compuesto por los metales de las grupos 3 al 16 que están en los periodos 4 y más arriba. Esto puede también establecer como los metales de transición y post-transición.

Metales abundantes en la tierra

El aluminio (Al) y el hierro (Fe) son los metales más abundantes en la tierra.

Metales en el cuerpo humano

El metal más abundante en el cuerpo humano es el calcio (Ca). Este elemento forma parte de los huesos y dientes, y también participa en reacciones biológicas.

El hierro es el elemento que transporta el oxígeno y el dióxido de carbono en los glóbulos rojos.

Metales líquidos

El mercurio es el ejemplo clásico de un metal líquido. El galio (Ga) puede ser sólido a temperatura ambiente, pero es tan suave que podemos cortarlo con un cuchillo. Se usan en la producción de semiconductores, en láser y bombillas LED.

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Ana Zita
Ana Zita
Doctora en Bioquímica por el Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC), con licenciatura en Bioanálisis de la Universidad Central de Venezuela.