Los metales o elementos metálicos son los de mayor abundancia en la tierra. En la Tabla Periódica existen 118 elementos, de los cuales los no metálicos son 25. Los metales normalmente se hayan de manera natural en proporciones de menor a mayor pureza, integrando a los minerales del subsuelo de los que se separan.
La metalurgia es el aprovechamiento y estudio de los metales a través de procedimientos físicos de moldeado, fundición y mezcla. Es uno de los principales cimientos de la ingeniería.
Características de los Metales
Diferenciándose de todos los elementos químicos que existen, los elementos metálicos o metales poseen un conjunto de características fundamentales en común:
- Poseen altas densidades.
- Tienen buena conductividad eléctrica y térmica.
- Casi todos los metales reflejan fotones, es decir la luz; teniendo un brillo que los caracteriza.
- A temperatura ambiente suelen ser sólidos, exceptuando el mercurio.
Propiedades Físicas
Los metales tienen propiedades físicas particulares como:
Ductilidad: la mayoría de los metales que se someten atracción crean hilos homogéneos de material o alambres.- Maleabilidad: la mayoría de los metales que se someten a compresión pueden crear láminas homogéneas y delgadas de un material.
- Conductibilidad: el metal permite que una corriente de electrones pase por su superficie, es decir electricidad; y también el paso de energía térmica o calor.
- Resistencia mecánica: es la capacidad que soporta la torsión, la compresión, la atracción y otras fuerzas semejantes, sin permitir la deformación de su estructura física.
- Tenacidad: capacidad de aguantar la fractura cuando el metal se somete a fuerzas bruscas como caídas o golpes. Mientras mayor sea la tenacidad, menos posibilidades existen de que se rompa.
Función
Los seres humanos han utilizado los metales desde la antigüedad. Las propiedades físicas de los mismos los hacen útiles para crear herramientas resistentes y fuertes como estructuras arquitectónicas o estatuas de cualquier tipo.
Gracias a su resistencia mecánica, los metales se han empleado en la fabricación de piezas y máquinas que resisten a cantidades grandes de fuerza. Desde los escudos y las lanzas hasta las computadoras personales y las retroexcavadoras, es un recurso idóneo para la humanidad.
Por otra parte, el brillo de estos los hace adecuados para forjar elementos de ornato y joyas en materia de metales preciosos. Sucede lo mismo al usarse como buenos conductores de la electricidad, permitiendo que ser utilizados en sistemas computacionales y electrónicos.
Aleaciones
Las mezclas homogéneas de metales son llamadas aleaciones. Estas se caracterizan por no tener reacciones químicas, por lo que no se forman enlaces metálicos. Por otra parte, toda aleación añade las propiedades de los diferentes elementos de la mezcla.
Las aleaciones también se definen como métodos físicos que juntan metales o combinan metales con no metales en temperaturas muy altas. De esta manera se consiguen materiales nuevos tales como:
- Bronce: estaño y cobre.
- Acero: aleación de carbono, hierro y otros elementos en proporción menor.
- Acero inoxidable: aleación del acero que se acompaña de cromo y níquel.
- Duraluminio: cobre y aluminio.
Enlaces metálicos
La dureza de los metales se obtiene por los característicos enlaces atómicos de las formaciones naturales. Son enlaces metálicos de átomos de un elemento metálico o enlaces iónicos que toman prestados electrones con demás átomos metálicos o no metálicos.
En los enlaces metálicos, los átomos de un tipo de metal similar permanecen juntos creando regulares estructuras de manera definida y sólida. Los átomos enlazados de esta forma posibilitan el movimiento libre de los electrones desde y hacia los átomos cercanos. Por esta razón, los metales tienen buena conductividad eléctrica.
Metaloides
También se llaman semimetales. Son elementos cuyo comportamiento es intermedio entre los no metales y los metales, presentando propiedades de los dos. Tienen mejor conducción que los no metales, pero peor que los metales. También suelen imitar reacciones de los metales cuando se unen a átomos no metálicos.
Importancia Biológica
Los metales no son elementos orgánicos. No están directamente en las estructuras moleculares de la vida, como sucede con los no metales. Pero son importantes para la continuidad de esta porque muchas reacciones orgánicas necesitan de éstos y de las propiedades exclusivas que proveen.
Un ejemplo es que los sistemas neuronales y nerviosos necesitan a los metales conductores como el hierro y el litio en proporciones bastante modestas. De la misma forma, la hemoglobina permite la conducción del oxígeno a través de la sangre porque es una proteína compuesta de átomos de hierro.