Metales y no metales (página 2)

Comparación DE LOS METALES Y NO
METALES

• Excepto hidrógeno y helio

LOCALIZACIÓN
EN LA TABLA PERIÓDICA

Metales

Corresponde a los elementos situados a la izquierda y
centro de la Tabla Periódica (Grupos 1 (excepto
hidrógeno) al 12, y en los siguientes se sigue una
línea quebrada que, aproximadamente, pasa por encima de
Aluminio (Grupo 13), Germanio (Grupo 14), Antimonio (Grupo 15) y
Polonio (Grupo 16) de forma que al descender aumenta en estos
grupos el carácter metálico).

No Metales

Los no metales son los elementos situados a la derecha
en la Tabla Periódica por encima de la línea
quebrada de los grupos 14 a 17 y son tan solo 25 elementos.
(Incluyendo el Hidrógeno). Colocados en orden creciente de
número atómico, los elementos pueden agruparse, por
el parecido de sus propiedades, en 18 familias o grupos (columnas
verticales). Desde el punto de vista electrónico, los
elementos de una familia poseen la misma configuración
electrónica en la última capa, aunque difieren en
el número de capas (periodos). Los grupos o familias son
18 y se corresponden con las columnas de la Tabla
Periódica.

ESTADO
FÍSICO DE LOS NO METALES MÁS
IMPORTANTE

Grupo 1 A: Hidrógeno

Grupo 4A: Carbono

Grupo 5A: Nitrógeno, fósforo

Grupo 6A: Oxígeno, azufre,

Grupo 7A: Flúor, cloro, bromo, yodo.

Hidrógeno

Es un gas incoloro, inodoro e insípido. Poco
soluble en agua (2,5 volúmenes/%): la molécula de
hidrógeno es muy apolar. Se absorbe muy bien por los
metales: el paladio absorbe hasta 850 veces su volumen de
hidrógeno. El hidrógeno gas difunde
fácilmente a través de los metales y del cuarzo. Es
relativamente inerte, pero con un ligero aporte energético
se disocia y el hidrógeno monoatómico resultante es
muy reactivo: con el oxígeno lo hace de forma explosiva y
llama azul pálida. Reacciona con otros muchos elementos:
metales alcalinos, alcalinotérreos (excepto berilio),
algunos metales del grupo d para formar hidruros
metálicos; con los del grupo del nitrógeno forma
amoníaco, fosfina; con los halógenos forma los
halogenuros de hidrógeno.

Carbono

El carbono es un no metal inodoro e insípido, Es
insoluble en la mayoría de los disolventes. Se encuentra
en la naturaleza en cuatro formas alotrópicas: nanotubos,
fullerenos, grafito y diamante.

El diamante es uno de los materiales más duros
(10 en la escala de Mohs), aunque es quebradizo. Es incoloro. Su
conductividad térmica es alta. No conduce la corriente. Es
insoluble en disolventes líquidos.

El grafito es muy blando y quebradizo, de tacto
resbaladizo. Su color va del gris mate al acerado. Es la forma
más abundante. Es insoluble en disolventes
líquidos.

Los fullerenos son nuevas formas sólidas de un
número finito de átomos de carbono. Realmente es la
única forma de carbono puro.

Los nanotubos son materiales frágiles,
dependiendo de la estructura unos pueden conducir la corriente
como los metales y otros no; semiconductor o metal según
la geometría. Tienen un alta conductividad térmica
a lo largo del tubo y muy baja en dirección
perpendicular.

Nitrógeno

A temperatura ambiente, es un gas incoloro, inodoro e
insípido, no combustible, diamagnético, en estado
líquido también es incoloro e inodoro y se parece
al agua. El nitrógeno sólido es incoloro y presenta
dos formas alotrópicas.

Fósforo

Hay por lo menos 6 clases de fósforo
(alótropos); los más importantes son: blanco (o
amarillo), rojo, negro y violeta.

El fósforo ordinario es un sólido blanco
céreo; cuando es puro es incoloro y transparente. En corte
reciente parece amarillento. Es insoluble en agua y soluble en
disulfuro de carbono. Arde espontáneamente en el aire con
llama blanco-amarillenta, produciendo vapores blancos de
pentaóxido de difósforo
(P2O5).

El fósforo blanco es un aislante. Brilla en la
oscuridad al aire debido a la transformación del
P2O3 de su superficie en
P2O5, más estable.

El fósforo rojo, es insoluble en agua. Por encima
de 700ºC aparece la forma P2, es muy
venenoso.

El fósforo violeta (color rojo-violeta) no es una
forma importante. Tiene una estructura en capas. No es
venenoso.

El fósforo negro tiene un color gris oscuro con
brillo metálico. Es escamoso como el grafito y, como
éste, conduce la corriente y el calor.

Oxigeno

El oxígeno es el elemento más abundante de
la corteza: 50,3% en peso (incluyendo agua y atmósfera).
El O2 es la forma alotrópica más
abundante del oxígeno. El oxígeno es incoloro,
inodoro e insípido. En estado líquido y
sólido es azul pálido y fuertemente
paramagnético. La solubilidad en agua disminuye con el
aumento de la temperatura.

El ozono (O3) (la otra forma
alotrópica del oxígeno). Es un gas
diamagnético azulado, de olor característico (el
que se percibe después de las tormentas con importante
aparato eléctrico). Es débilmente soluble en agua.
En estado líquido es azul oscuro y en estado sólido
es violeta oscuro.

Azufre

El azufre es un sólido amarillo pálido,
inodoro, frágil, insoluble en agua y soluble en disulfuro
de carbono. En todos los estados, el azufre elemental se presenta
en varias formas alotrópicas o modificaciones;
éstas presentan una multitud de formas confusas cuyas
relaciones no están todavía completamente
aclaradas.

La flor de azufre es un polvo fino amarillo que se forma
en las superficies frías en contacto con vapor de azufre.
El azufre es un mal conductor del calor y de la
electricidad.

Flúor

Es un gas corrosivo amarillo claro (incoloro en finas
capas), venenoso y de olor penetrante. Es inflamable y el fuego
no hay forma de apagarse. El flúor es el más
electronegativo y reactivo de todos los elementos. Si
están finamente divididos, metales, vidrios,
cerámicas, carbono e incluso agua y amoníaco, arden
con el flúor con llama brillante. Con sustancias
orgánicas las reacciones son muy violentas.

Cloro

Es un gas amarillo-verdoso de olor asfixiante, muy
tóxico. Es muy activo y reacciona directamente con la
mayoría de los elementos (excepto nitrógeno,
oxígeno y carbono). En algunos casos (hidrógeno) la
reacción es lenta en la oscuridad o a temperatura
ambiente, pero en presencia de luz (reacción
fotoquímica) o por encima de 250 ºC se da de modo
explosivo. Húmedo ataca a todos los metales (excepto
tántalo) dando cloruros. Sustituye fácilmente al
hidrógeno en las combinaciones hidrocarbonadas mediante
reacciones muy vigorosas. Es soluble en agua.

Bromo

Es el único no metal líquido. De color
rojo oscuro, pesado (cinco veces más denso que el aire),
fluido, que se volatiliza fácilmente a temperatura
ambiente, produciendo un vapor rojo de olor muy desagradable, que
asemeja al cloro.

En estado sólido es rojo oscuro, y al disminuir
la temperatura su color se va aclarando hasta anaranjado rojizo.
En estado gaseoso es color naranja a marrón oscuro,
persistiendo las moléculas diatómicas hasta los
1500ºC.

Yodo

Es un sólido cristalino, escamoso, de color negro
violeta, de brillo metálico, que sublima a temperatura
ambiente a gas azul-violeta con olor irritante. El iodo presenta
algunas propiedades metálicas. Forma compuestos con muchos
elementos (excepto gases nobles, azufre y selenio), aunque es
menos activo que los otros halógenos, que lo desplazan de
los yoduros. Es un oxidante moderado. En estado líquido es
marrón.

ELECTRONEGATIVIDAD, VALENCIA, TIPO DE ENLACE DE
LOS NO METALES EN FUNCIÓN DE SU CONFIGURACIÓN
ELECTRÓNICA

*Gases nobles, no se incluye en la
escala de electronegatividad.

Configuración
electrónica:

 7º nivel   

6º nivel

5º nivel

4º nivel

3º nivel

2º nivel

1º nivel

 Cloro: con 17
electrones,   

  17Cl: 1 s2   2
s2   2 p6   3
s2   3 p5

1º nivel: 2
electrones     2º nivel: 8
electrones

  3º nivel: 7
electrones

REACCIÓN DE
LOS METALES Y SUS COMPUESTOS MÁS
IMPORTANTES

Algunas reacciones de los metales del grupo
IA

El sodio (Na):

Oxido de Sodio:

4Na + O2 2Na2O

Peróxido de sodio:

2Na(s) + O2 (g)
Na2O2(s)

Hidruro de sodio:

2Na + H2 2NaH

Cloruro de sodio:

2Na + Cl2 2NaCl

Sulfuro sódico:

2Na + S Na2S

Fosfuro de sodio:

12Na + P4 4Na3P

Hidróxido de sodio:

2Na + 2H2O 2NaOH + H2

Amina de sodio:

2Na + 2NH3 2NaNH2 +
H2

Compuestos más importantes:

Sodio (Na):

NaCl La sal común (alimentación, y materia
prima para obtener sodio y el resto de los compuestos), el
Na2CO3 (base), NaHCO3 (base,
alimentación), NaOH (base fuerte, usada en la
fabricación de jabones, colorantes, celulosa, detergentes,
seda artificial, industria del vidrio), nitrato de chile
(NaNO3) (fertilizante nitrogenado), fosfatos di y
trisódicos (Na2HPO4 y
Na3PO4) (abonos), tiosulfato sódico
(Na2S2O3.5H2O)
(blanqueante, fotografía) y bórax
(Na2B4O7.10H2O)
(blanqueo), peróxido de sodio
(Na2O2) (detergentes y
blanqueantes).

Litio (Li):

LiCl (cloruro de litio) es uno de los materiales
más higroscópicos que se conocen y, junto con el
LiBr (bromuro de litio) se emplea en sistemas de aire
acondicionado y desecadores, el LiI (yoduro de litio) preparado
con 6-Li sirve de detector de neutrones según la
reacción anterior, el estearato de litio se emplea como
lubricante de altas temperaturas.el peróxido se emplea en
aparatos respiratorios de ciclo cerrado.el LiH (hidruro de litio)
es un combustible de cohetes el LiClO4 (perclorato de
litio) se emplea como portador de oxígeno en combustibles
de cohetes, el LiOH (hidróxido de litio) es una base
fuerte que se utiliza para purificar el aire (submarinos, etc.)
ya que 1 gramo de hidróxido consume 0,51 gramos de
CO2, el LiCO3 (carbonato de litio) en
pequeñas dosis parece efectivo en el tratamiento de
síndromes maniacodepresivos.

Potasio (K):

KNO3 (nitrato de sodio) comúnmente
conocido como nitro o salitre, se usa como fertilizante
potásico y nitrogenado. Entre sus aplicaciones (en muchas
puede ser sustituido por sodio más barato y
abundante).

Algunas reacciones de los metales del grupo
IIA:

Compuestos más importantes:

Calcio (Ca):

CaO, (óxido de calcio) la cal, utilizada en la
obtención del cemento, metalurgia (hierro),
Ca(OH)2 (hidróxido de calcio) cal apagada, base
barata con incontables usos, CaSO4 (sulfato de calcio)
Su forma hidratada (CaSO4.2H2O) es el yeso,
el carburo de calcio CaC2 empleado en la
fabricación de acetileno, cianamida y desazufrado del
acero; la cianamida Ca(CN)2 es un fertilizante
nitrogenado, CaCl2 cloruro de calcio, muy
higroscópico, empleado en mezclas frigoríficas,
desecante, aglomerante de arena, aditivo de cemento,
hidroxiapatito (Ca5(PO4)3OH,
esmalte de los dientes.

Magnesio:

Mg(OH)2 (hidróxido de magnesio) leche
de magnesia; antiácido estomacal y laxante,
MgCl2 (cloruro de magnesio) fundido, es buen conductor
de la corriente, MgSO4 (sulfato de magnesio) se emplea
en la industria textil, papelera, como laxante y como abono.
MgCO3 (magnesita) obtención de aislantes,
vidrios y cerámica.

Bario:

BaSO4 (Sulfato de Bario) Se usa en pinturas
(blanco permanente), goma, papel, cristal. Perforación de
petróleo y gas, Ba(OH)2 (hidróxido de
Bario) y BaO2 (óxido de bario) se emplea como
desecante.
El BaCO3 (carbonato de bario) se ha usado como
raticida El nitrato y clorato para dar colores en
pirotecnia.

METALURGIA DEL
HIERRO

Metalurgia

La metalurgia es la ciencia y la tecnología de la
extracción de metales de sus fuentes naturales y de su
preparación para usos prácticos. La metalurgia
implica varios pasos: (1) explotación de las minas, (2)
concentración de la mena o su preparación por
algún otro medio para el tratamiento posterior, (3)
reducción del mineral para obtener el metal libre, (4)
refinación o purificación del metal, y (5) mezclado
del metal con otros elementos para modificar sus propiedades.
Este último proceso produce una aleación, es decir,
un material metálico compuesto de dos o más
elementos.

Después de su extracción de la mina, por
lo general la mena se tritura, se muele y luego se trata para
concentrar el metal deseado. La etapa de concentración se
apoya en las diferencias de propiedades entre el mineral y el
material indeseable que lo acompaña, que se conoce como
ganga. Por ejemplo, los gambusinos buscadores de oro usaban una
batea para enjuagar la ganga y separarla de las pepitas de oro,
más densas. Otro ejemplo es la magnetita, un mineral de
hierro que se puede concentrar moviendo la mena finamente molida
sobre una banda transportadora que pasa por una serie de imanes.
El mineral de hierro es magnético (es atraído por
un imán), no así la ganga que lo
acompaña.

Pirometalurgia del hierro

La operación pirometalúrgica más
importante es la reducción del hierro. Éste
está presente en muchos minerales, pero las fuentes
más importantes son los minerales de óxidos de
hierro: hematita, Fe203. y magnetita,
Fe304. La reducción de estos
óxidos se lleva a cabo en un alto horno como el que se
ilustra en la figura. Un alto horno es un reactor químico
muy grande capaz de operar de manera continua. Los hornos mayores
tienen más de 60 m de altura y 14 m de ancho. Cuando
operan a plena capacidad, producen hasta 10,000 toneladas de
hierro al día. El alto horno se carga por la parte
superior con una mezcla de mena de hierro, coque y piedra caliza.
El coque es hulla que ha sido calentada en ausencia de aire para
expulsar los componentes volátiles; contiene alrededor de
85 a 90 por ciento de carbono. El coque sirve como combustible
que produce calor a medida que se quema en la parte baja del
horno. Este material es también la fuente de los gases
reductores CO y H2. La piedra caliza,
CaC03, sirve como fuente del óxido
básico en la formación de escoria. El aire, que
entra en el alto horno por el fondo después de un
precalentamiento, es también una materia prima importante,
pues se requiere para la combustión del coque. La
producción de 1 Kg. de hierro crudo, llamado hierro de
arrabio, requiere aproximadamente 2 Kg. de mena, 1 Kg. de coque,
0.3 Kg. de piedra caliza y 1.5 Kg. de aire.

En el horno, el oxígeno reacciona con el carbono
del coque para formar monóxido de carbono:

2C(s) + 02 (g) 2CO(g) D
H = -221 kJ

El vapor de agua presente en el aire también
reacciona con el carbono:

C(s) + H2O(g)
CO(g) + H2(g) D H = + 131 kJ

Observe que la reacción del coque con el
oxígeno es exotérmica y suministra calor para la
operación del horno, pero su reacción con el vapor
de agua es endotérmica. Por tanto, la adición de
vapor de agua al aire proporciona un medio para controlar la
temperatura del horno.

En la parte superior del horno, la piedra caliza se
calcina (Ec. 22.98). También en este caso el CO y el
H2 reducen los óxidos de hierro. Por ejemplo,
las reacciones importantes del Fe304
son:

Fe304(S) + 4CO(g)
3Fe(S) + 4CO2 (g) D H = -15 KJ

Fe304(S) + 4H2(g)
3Fe(S) + 4H20(g) D H = + 150
KJ

También se produce la reducción de otros
elementos presentes en la mena en las partes más calientes
del horno, donde el carbono es el agente reductor
principal.

El hierro fundido se recoge en la base del horno, como
se muestra en la figura. Por arriba de él hay una capa de
escoria fundida formada por la reacción del Ca0 con el
silice presente en la mena, La capa de escoria sobre el hierro
fundido ayuda a protegerlo de la reacción con el aire que
entra. Periódicamente, el horno se vacía para
drenar la escoria y el hierro fundido. El hierro producido en el
horno se puede moldear en lingotes sólidos; sin embargo,
casi todo se usa directamente para fabricar acero. Para este
propósito, el hierro se transporta, todavía líquido, al taller
siderúrgico.

CONCLUSIÓN

La clasificación más fundamental de los
elementos químicos es en metales y no metales.

La mayoria de los elementos se clasifican como metales.
Los metales se encuentran del lado izquierdo y al centro de la
tabla periodica. Los no metales, que son relativamente pocos, se
encuentran el extremo superior derecho de dicha tabla.

Los metales se caracterizan por ser buenos conductores
del calor y la electricidad, mientras los no metales carecen de
esa propiedad. Los no metales forman
enlacen covalentes, con excepción del hidrógeno que
puede formar enlace covalente e iónico.

Una parte importante de la metalurgia es la
producción de metales a partir de sus memas, y consta de
tres etapas tratamiento preliminar, reducción y
refinado.

Los elementos químicos metálicos y no
metálicos son son los constituyentes básicos de la
vida del humano.

Los cuatro elementos químicos más
abundantes en el cuerpo humano son el
oxígeno, el carbono, el hidrógeno y el
nitrógeno, que constituyen el 96% de la masa corporal.
Además del calcio (2%), elementos como el fósforo,
el potasio, el azufre y el sodio, entre otros, forman
también parte del cuerpo humano, aunque en un porcentaje
mucho menor.

La corteza terrestre está compuesta en su mayor
parte por oxígeno y silicio. Estos elementos
químicos, junto con el aluminio, el hierro, el calcio, el
sodio, el potasio y el magnesio, constituyen el 98,5% de la
corteza terrestre.

BIBLIOGRAFÍA

Trabajo elaborado en Venezuela
Caracas con la ayuda de las siguientes fuentes :

• http://www.monografias.com/trabajos13/quimidos/quimidos.shtml
• es.wikipedia.org/wiki/Listado_alfabético_de_elementos_químicos
• www.sieca.org.gt/canasta/Clasificacion.asp

Autor:

Osdashil de Jesus Palma

Nadimir Maestre

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA
EDUCACIÓN

CIUDAD CUATRICENTENARIA