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Propiedades y características de los metales

Se suele confundir las propiedades y características de los metales, y aunque están relacionadas, no son exactamente lo mismo. A continuación te daremos las pautas exactas que corresponden a cada uno de ambos conceptos para que tengas claro en que consisten.

Características

Los metales pueden poseer características muy diversas, dependiendo de su estructura atómica y posición en la tabla periódica. Todos solemos tener una idea clara de lo que caracteriza a un metal y los asociamos con rocas sólidas y brillantes que podemos convertirlas en láminas lustrosas de color gris, plateado o dorado.

Lo cierto es que existen una gran cantidad de elementos que están la tabla periódica conformando el grupo de los metales. De hecho son los elementos mas abundantes en el sistema periódico y algunos simplemente pueden parecernos cualquier cosa menos un metal. Un ejemplo clásico es el mercurio, que es el único metal líquido en condiciones normales de presión y temperatura.

Algunos otros parecen más bien talcos y sales por su poca dureza. Es así como tenemos metales alcalinos, alcalinotérreos, metales de transición, metales de transición interna y una serie de subdivisiones tales como los metales nobles y los actínidos.

Veamos las características comunes más representativas de los metales:

  • Todos son sólidos, excluyendo el caso del mercurio.
  • Poseen alta densidad.
  • Son los elementos más abundantes de la tabla periódica.
  • Son muy útiles para la tecnología e industria de la humanidad.
  • Tienen brillo propio.
  • Conducen muy bien la electricidad y el calor.
  • Algunos son bastante reactivos y otros no lo son (metales nobles).
  • Existen los llamados oligoelementos que son metales necesarios en el equilibrio bioquímico del organismo.
  • Algunos metales pueden ser muy peligrosos para la salud, tales como los metales pesados y los metales radioactivos.
  • Son maleables y dúctiles, aunque el grado depende de cada elemento.
  • Tienen alto punto de fusión.
  • Poseen baja electronegatividad, lo que quiere decir que no ceden electrones con facilidad.
  • Pueden ser de distintos colores, incluyendo gris, rojizos y amarillentos.
  • Casi nunca es posible encontrarlos en estado puro en la naturaleza.
  • Muchos metales de «Tierras raras» solo pueden ser sintetizados en laboratorios.
  • Son tenaces, muy resistentes a ser deformados o destruidos, aunque el grado depende de cada elemento.
  • Se pueden mezclar entre ellos, lo cual se denomina aleaciones.
  • Se clasifican en:

Propiedades

Propiedades físicas

  • Son brillosos.
  • Con excepción del mercurio, son sólidos.
  • Son altamente conductivos, tanto de calor como de electricidad.
  • Son maleables, lo que quiere decir que se pueden aplanar en forma de láminas mediante el forjado, laminado o martillado.
  • Son dúctiles, lo cual hace referencia a que pueden extruirse y alargarse hasta formar alambres.
  • Su punto de fusión es alto, aunque existen excepciones como el mercurio (-38,83 °C), cesio (28 ℃) y el galio (29,7646 °C).
  • Tienen alta densidad, aunque existen excepciones como el potasio, sodio y litio que son menos densos que el agua.
  • Poseen gran dureza.

Propiedades químicas

Estas son muy variables, siendo determinadas por la electronegatividad y los electrones de valencia que posee cada elemento.

  • Son buenos agentes reductores. Al reaccionar con un no metal actúan como reductores y los no metales actúan como oxidantes.
  • Forman cationes debido a su tendencia de ceder electrones de valencia.
  • Forman compuestos iónicos con los no metales.
  • Sus moléculas están formadas por un solo átomo del elemento, por lo tanto son monoatómicos.
  • A pesar de su estabilidad, algunos de ellos (especialmente los alcalinos) son altamente reactivos, formando sales y agua al reaccionar con los ácidos.

Propiedades mecánicas

Estas son las propiedades inherentes a la Resistencia de los Materiales que define en mucho la utilidad de los metales en la siderurgia. Las propiedades mecánicas varían de forma notoria, dependiendo del metal analizado:

  • Plasticidad: se refiere a la propiedad que tienen los metales de mantener su forma luego de que esta haya sido cambiado por alguna fuerza externa. Es el mismo efecto que nos recuerda un tubo de plastilina. En general, los metales son muy plásticos. Algunos, como el hierro, necesitan estar con temperaturas de al rojo vivo para que adquieran plasticidad.
  • Fragilidad: algunos metales, como el hierro colado no son tan dúctiles y pueden quebrarse sin doblarse. Puede decirse que son duros pero frágiles. Un ejemplo análogo es el de la cerámica, un material muy duro pero que se quiebra fácilmente.
  • Maleabilidad: esta es una propiedad física muy útil en siderurgia. Se refiere a la capacidad de hacer láminas con ciertos metales a través del martillado y otros métodos, sin que estos pierdan sus propiedades originales.
  • Dureza: es la capacidad que tiene un metal a no ser penetrado ni rayado. Para traspasar o penetrar un metal en la pruebas de dureza es necesario usar un metal más duro.
  • Ductilidad: los metales, al ser estirados, pueden comportarse como gomas elásticas, aunque con una elongación mucho menor. Algunos metales tienen tan alta ductilidad que se sirven para fabricar alambres a través de procesos de estirado.
  • Elasticidad: a pesar de su dureza, todos los metales son elásticos, es decir tienden a recuperar su forma anterior a una deformación. Los aceros con que se fabrican los resortes son el ejemplo más representativo de esta propiedad.  La Ley de Hooke es la que determina el grado de elasticidad de un metal. El módulo de Young es el módulo de elasticidad de un metal e indica su resistencia a la compresión o la tracción.
  • Tenacidad: se refiere a la capacidad que tiene un metal de deformarse sin llegar a romperse. Esto es muy importante medirlo en casos como la fabricación de vías de trenes o vigas de construcción, las cuales necesitan tener la alta capacidad de deformarse ante determinadas fuerzas externas, pero sin llegar a su punto de quiebre o fatiga.
  • Rigidez: es la capacidad interna del material para resistir el «estrés» o fuerza de reacción que se forma en el interior de los metales ante fuerzas externas.
  • Falla por fatiga: esta es una propiedad que tienen los metales que tienden a deformarse o quebrarse ante fuerzas cíclicas que terminan cristalizando la estructura molecular del metal.

Fuentes:

  • https://es.wikipedia.org/wiki/Metal
  • https://www.monografias.com/docs/Propiedades-quimicas-de-los-metales-FKJR532CBZ
  • https://prezi.com/wyipq0lbf6ys/propiedades-mecanicas-de-los-metales/