- Com varia el caràcter metàl·lic dels elements en la taula periòdica?
- Propietats dels elements de caràcter metàl·lic
- Com incideix el radi atòmic sobre la reactivitat dels metalls?
- Element de major caràcter metàl·lic
- Element de menor caràcter metàl·lic
- referències
El caràcter metàl·lic dels elements de la taula periòdica es refereix a totes aquelles variables, químiques i físiques, que defineixen els metalls o els distingeixen d'altres substàncies de la natura. En general són sòlids brillants, densos, durs, amb altes conductivitats tèrmiques i elèctriques, modelables i dúctils.
No obstant això, no tots els metalls exhibeixen aquestes característiques; per exemple, en el cas de l'mercuri, aquest és un líquid negre brillant. Així mateix, aquestes variables depenen de les condicions de pressió i temperatura terrestres. Per exemple, l'hidrogen, aparentment no metàl·lic, pot comportar físicament com un metall en condicions extremes.
Aquestes condicions poden ser: sota pressions abismals o temperatures molt fredes rondant el zero absolut. Per definir si un element és metàl·lic o no, cal considerar patrons ocults als ulls de l'observador: els patrons atòmics.
Aquests discriminen amb més precisió i fiabilitat quins són els elements metàl·lics, i fins i tot quin element és més metàl·lic que un altre.
D'aquesta manera, el veritable caràcter metàl·lic d'una moneda d'or descansa més en les qualitats dels seus àtoms que les determinades per la seva massa daurada, tot i totes dues estan estretament relacionades.
Quina de les monedes és més metàl·lica: una d'or, una de coure o un de platí? La resposta és la de platí, i l'explicació resideix en els seus àtoms.
Com varia el caràcter metàl·lic dels elements en la taula periòdica?
A la imatge superior es tenen les propietats periòdiques dels elements. Les files corresponen als períodes i les columnes als grups.
El caràcter metàl·lic disminueix d'esquerra a dreta, i augmenta en sentit contrari. Així mateix, aquest augmenta de dalt a baix i disminueix a mesura que es recorren els períodes fins als capçals de grup. La fletxa blava diagonal a la taula assenyala l'anterior esmentat.
D'aquesta manera, els elements que es troben a prop de la direcció a la qual apunta la fletxa, tenen més caràcter metàl·lic que aquells situats en la direcció contrària (els blocs grocs).
Addicionalment, les altres fletxes corresponen a altres propietats periòdiques, les quals defineixen en quin sentit aquestes augmenten o disminueixen conforme l'element es "metaliza". Per exemple, els elements dels blocs grocs, tot i que tenen sota caràcter metàl·lic, la seva afinitat electrònica i energia d'ionització són altes.
En el cas dels radis atòmics, com més grans siguin, més metàl·lic és l'element; això ve indicat per la fletxa blava.
Propietats dels elements de caràcter metàl·lic
A la taula periòdica s'observa que els metalls tenen radis atòmics grans, baixes energies d'ionització, baixes afinitats electròniques i baixes electronegativitats. Com memoritzar totes aquestes propietats?
El punt a què desemboquen és la reactivitat (electropositividad) que defineix els metalls, els quals s'oxiden; és a dir, perden electrons amb facilitat.
Quan perden electrons, els metalls formen cations (M +). Per tant, els elements amb més caràcter metàl·lic formen cations amb major facilitat que aquells de menor caràcter metàl·lic.
Un exemple d'això és considerar la reactivitat dels elements de el grup 2, els metalls alcalinoterris. El beril·li és menys metàl·lic que el magnesi, i aquest al seu torn és menys metàl·lic que el calci.
Així successivament fins a arribar a el metall bari, el més reactiu de el grup (després de el radi, element radioactiu).
Com incideix el radi atòmic sobre la reactivitat dels metalls?
A mesura que augmenta el radi atòmic, els electrons de valència estan més allunyats de el nucli, de manera que aquests són retinguts amb menys força en l'àtom.
No obstant això, si es recorre un període cap al costat dret de la taula periòdica, el nucli afegeix protons al seu cos, ara més positiu, el qual atrau amb més força els electrons de valència, reduint la mida de el radi atòmic. Això porta com a conseqüència una disminució de l'caràcter metàl·lic.
Així, un àtom molt petit i amb un nucli molt positiu tendeix a guanyar electrons en lloc de perdre'ls (elements no metàl·lics), i aquells que poden tant guanyar com perdre electrons, són considerats metal·loides. El bor, el silici, el germani i l'arsènic són alguns d'aquests metal·loides.
D'altra banda, el radi atòmic també augmenta si hi ha nova disponibilitat energètica per a altres orbitals, la qual cosa ocorre a l'descendir en un grup.
Per aquesta raó, a l'descendir en la taula periòdica, els radis es tornen voluminosos i el nucli es fa incapaç d'evitar que altres espècies li prenguin els electrons de la seva capa externa.
Al laboratori, amb un fort agent oxidant -com l'àcid nítric diluït (HNO 3) - poden estudiar les reactivitats dels metalls enfront de l'oxidació.
De la mateixa manera, els processos de formació dels seus halurs metàl·lics (NaCl, per exemple) també són experiments demostratius d'aquesta reactivitat.
Element de major caràcter metàl·lic
La direcció de la fletxa blava a la imatge de la taula periòdica condueix als elements franci i cesi. El franci és més metàl·lic que el cesi, però a diferència d'aquest últim, el franci és artificial i radioactiu. Per aquest motiu, el cesi ocupa el lloc de l'element natural de major caràcter metàl·lic.
De fet, una de les més conegudes (i explosives) reaccions conegudes és la que ocorre quan un tros (o gotes) de cesi entren en contacte amb l'aigua.
L'alta reactivitat de l'cesi, traduït també en la formació de compostos molt més estables, és la responsable de l'alliberament sobtat d'energia:
2Cs (s) + 2H 2 O → 2CsOH (aq) + H 2 (g)
L'equació química permet veure l'oxidació de l'cesi i la reducció dels hidrògens de l'aigua a hidrogen gasós.
Element de menor caràcter metàl·lic
Al diagonal oposat, a la cantonada superior dreta de la taula periòdica, el fluor (F 2, imatge superior) lidera la llista dels elements no metàl·lics. Per què? Perquè és l'element en la naturalesa més electronegatiu i el de menor energia d'ionització.
Dit d'una altra manera, reacciona amb tots els elements de la taula periòdica per formar el ió F - i no F +.
El fluor és molt improbable que perdi electrons en alguna reacció química, molt a contra dels metalls. És per aquesta raó que és l'element de menor caràcter metàl·lic.
referències
- Chemistry LibreTexts. Periodic Trends. Recuperat el 16 d'abril de 2018, de: chem.libretexts.org
- Lumen, chemistry for non-majors. Metallic and Nonmetallic Character. Recuperat el 16 d'abril de 2018, de: courses.lumenlearning.com
- Chemistry Assignment. (2018). Electropositivity or Metallic Character. Recuperat el 16 d'abril de 2018, de: chemistry-assignment.com
- Juan Ramos. (24 de novembre del 2017). Completi list of metalls and non metalls. Recuperat el 16 d'abril de 2018, de: sciencetrends.com
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (05 de setembre del 2017). Metallic Character Properties and Trends. Recuperat el 16 d'abril de 2018, de: thoughtco.com
- Eric Golub. (12 d'octubre de 2009). Gold in afternoon hallway.. Recuperat el 16 d'abril de 2018, de: flickr.com
- Dnn87. (12 de desembre de 2007). Cesium / Caesium metall from the Dennis sk collection.. Recuperat el 16 d'abril de 2018, de: commons.wikimedia.org
- Sandbh. (23 de gener del 2017).Various periodic trends.. Recuperat el 16 d'abril de 2018, de: commons.wikimedia.org