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Metales no metales y metaloides

Metales


Usted puede tener una idea bastante buena del significado de la palabra metal, todos conocemos el oro (Au) y la plata (Ag) de las joyas; el aluminio (Al) de las latas de bebidas; el cobre (Cu) de los cables eléctricos; el cromo (Cr) de las piezas brillantes; y el acero del cuchillo de cocina o los tornillos y tuercas, una forma de hierro (Fe) aleado con carbono (C). Este conocimiento nos indica que hay metales de diferentes colores, la mayor parte son plateados, pero el cobre es rojizo y el oro amarillo de modo que el color no define a un metal. Tampoco el estado físico, la mayoría son sólidos pero hay uno líquido el mercurio (Hg). ¿La dureza?, bueno, los metales que nos rodean son en general duros, pero hay metales muy blandos que se pueden cortar con un cuchillo, como el sodio (Na) o el potasio (K), e incluso el estaño (Sn) y el plomo (Pb) con un poco mas de esfuerzo. Y el ¿el peso?, tampoco, en general pesan bastante pero el sodio y el potasio flotan en el agua. Otros aspectos que se puede notar en los metales que nos rodean es que son dúctiles y maleables, pero los hay quebradizos como el bismuto (Bi). Pensemos que puede ser el brillo, pues no, hay varios compuestos químicos que tienen "brillo metálico". Entonces ¿qué define que un elemento sea un metal?. Desde el punto de vista físico, simplemente su conductividad eléctrica y calórica que es buena (aunque hay no metales como el grafito, que es una forma del carbono, que conducen bien la electricidad y el calor).

Entonces ¿las propiedades físicas definen bien un metal?, la respuesta es no, no hay en realidad ninguna propiedad física exclusiva de los metales, no obstante, se acepta desde el punto de vista físico que cuando un elemento es un metal cumple con varias de las características siguientes:

Color ==================> Blanco plateado (con excepciones)
Maleabilidad y ductilidad ====> Altas (con alguna excepción)
Opacidad ===============> Opacos (no dejan pasar la luz)
Brillo ==================> Elevado
Conduce bien la electricidad ==> Sí
Conducen bien el calor ======> Sí

Como resulta algo ambiguo definir un metal por sus características físicas acudiremos a la química para dar una respuesta definitiva.

Los metales, desde el punto de vista químico tienen un comportamiento único, ellos tienen una gran preferencia por ceder sus electrones de valencia cuando se enlazan con otros elementos químicos en lugar de compartirlos, es decir forman enlaces iónicos en lugar de covalentes. En los metales los electrones del último nivel de energía de sus átomos están relativamente poco retenidos por el núcleo, por tal motivo tienen la tendencia a cederlos cuando son atraídos por el núcleo de otro átomo durante las reacciones químicas y se constituyen como entidades atómicas con las cargas eléctricas desbalanceadas (al perder electrones) llamadas cationes o iones positivos.

La característica de "movilidad" de sus electrones mas externos es la que le confiere su comportamiento universal de conductores eléctricos y del calor; y es además una cuestión importante en el resto de sus características comunes mencionadas arriba.

Los metales constituyen la gran mayoría de los elementos químicos de la tabla periódica y solo unos pocos se pueden considerar no metales, vea la figura 1 a continuación.

figura 7
Figura 1. Tabla periódica sin los lantánidos y actínidos.

No metales

Los no metales (representados en color verde en la tabla periódica arriba) son aquellos elementos que tienen características físicas opuestas a los metales en cuanto a su conductividad eléctrica y calórica. Estos elementos no conducen la electricidad y son malos conductores del calor, pero además, químicamente, sus átomos forman enlaces covalentes al reaccionar con otros átomos, es decir el enlace se produce gracias a que ambos átomos comparten electrones. En los no metales las fuerzas interatómicas que retienen los electrones son elevadas, de modo que no los ceden fácilmente, y en su lugar lo que  hacen es  "apropiarse" de los electrones de otros átomos. Cuando el otro átomo es de un no metal (que tampoco cede sus electrones) ambos se conforman con el "intercambio" parcial  de electrones y este intercambio es lo que mantiene unida la molécula de sustancia enlazando los átomos de forma covalente. Si la unión es entre un no metal y un metal la situación cambia, el no metal "roba" uno o mas electrones al "descuidado" metal, ambos átomos pierden la neutralidad eléctrica y se "adhieren" unos a otros por atracción entre entidades (iones) de carga opuesta, se forma un enlace iónico.

Metaloides

Los metaloides, conocidos también como semimetales (representados en color azul en la tabla periódica de arriba) tienen propiedades intermedias entre metales y no metales, dependiendo de las condiciones pueden ser conductores o aisladores eléctricos y su comportamiento químico es parcialmente metálico y parcialmente no metálico. Los principales semiconductores eléctricos utilizados en los dispositivos electrónicos, germanio (Ge) y silicio (Si) pertenecen a este grupo.

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