Estimados alumnos :
Esta publicación es lo que se revisó la primera clase. Es material de consulta. NO SE IMPRIME.
METALES
Se denomina a los elementos químicos caracterizados por ser buenos
conductores del calor y la electricidad.
Poseen alta densidad y son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio); sus sales
forman iones electropositivos (cationes) en disolución.
La ciencia de
materiales define un metal como un material en el que existe
un solapamiento entre la banda de valencia y la banda de conducción en su
estructura electrónica (enlace metálico). Esto le
da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad,(tal como el cobre) y generalmente
la capacidad de reflejar la luz, lo que le da su peculiar brillo. En ausencia
de una estructura electrónica conocida, se usa el término para describir el
comportamiento de aquellos materiales en los que, en ciertos rangos de presión y temperatura, la conductividad eléctrica
disminuye al elevar la temperatura, en contraste con los semiconductores.
El concepto de metal se refiere
tanto a elementos puros, así como aleaciones con características metálicas,
como el acero y el bronce (Cobre y Estaño). Los metales comprenden
la mayor parte de la tabla periódica de
los elementos y se separan de los no metales por una línea diagonal entre el boro y el polonio. En comparación con los no metales
tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización, por lo que es más fácil que los metales
cedan electrones y más difícil que los ganen.
El primer gran avance
se produjo con el descubrimiento del bronce,
fruto de la utilización de mineral de cobre con incursiones de estaño,
entre 3500 a. C. y 2000 a. C.,
en diferentes regiones del planeta, surgiendo la denominada Edad del Bronce, que sucede a la Edad de Piedra.
Otro hecho importante
en la historia fue la utilización del hierro,
hacia 1400 a. C. Los hititas fueron uno de los primeros pueblos en
utilizarlo para elaborar armas, tales como espadas,
y las civilizaciones que todavía estaban en la Edad del Bronce, como los egipcios
No obstante, en la
antigüedad no se sabía alcanzar la temperatura necesaria para fundir el hierro,
por lo que se obtenía un metal impuro que había de ser moldeado a martillazos.
Hacia el año 1400 se empezaron a
utilizar los hornos provistos de fuelle, que permiten alcanzar la temperatura de fusión del hierro, unos 1535 °C.
Henry
Bessemer descubrió un
modo de producir acero en grandes cantidades con un coste
razonable. Tras numerosos intentos fallidos, dio con un nuevo diseño de horno
(el convertidor Thomas-Bessemer) y, a partir
de entonces, mejoró la construcción de estructuras en edificios y puentes,
pasando el hierro a un segundo plano.
Poco después se
utilizó el aluminio y el magnesio,
que permitieron desarrollar aleaciones mucho más ligeras y resistentes, muy
utilizadas en aviación,
transporte terrestre y herramientas portátiles.
El titanio,
es el último de los metales abundantes y estables con
los que se está trabajando y se espera que, en poco tiempo, el uso de la
tecnología del titanio se generalice.
Los elementos
metálicos, así como el resto de elementos, se encuentran ordenados en un
sistema denominado tabla periódica. La
mayoría de los elementos de esta tabla son metales.
Los metales se
diferencian del resto de elementos, fundamentalmente en el tipo de enlace que constituyen sus átomos.
Se trata de un enlace metálico y en él los electrones forman una
«nube» que se mueve, rodeando todos los núcleos. Este tipo de enlace es el que les
confiere las propiedades de conducción eléctrica, brillo,
etc.
Hay todo tipo de
metales: metales
pesados, metales preciosos,
metales ferrosos, metales no ferrosos, etc. y el mercado de metales es muy
importante en la economía mundial.
Propiedades
Los metales poseen ciertas
propiedades físicas características, entre ellas son conductores de la electricidad. La mayoría de
ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu)
rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece más de un color; este
fenómeno se denomina policromismo.
Otras propiedades serían:
· Maleabilidad: capacidad de los metales de
hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de compresión.
·
Ductilidad: propiedad de los metales de
moldearse en alambre e hilos al ser sometidos a esfuerzos de tracción.
·
Tenacidad: resistencia que presentan los
metales al romperse o al recibir fuerzas bruscas (golpes, etc.)
·
Resistencia mecánica:
capacidad para resistir esfuerzo de tracción, compresión, torsión y flexión sin
deformarse ni romperse.
Suelen ser opacos o de brillo metálico, tienen alta densidad,
son dúctiles y maleables, tienen un punto de fusión alto, son duros, y son buenos
conductores (calor y electricidad).
La ciencia de materiales define
un metal como un material en el que existe un traslape entre la banda de
valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le
da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la
capacidad de reflejar la luz, lo cual le da su peculiar brillo.
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