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Articulo de referencia

Metales post-transición

Extracto de la tabla periódica que muestra la ubicación de los metales de postransición. El Zn , el Cd y el Hg a veces se consideran metales de postransición en lugar de metales...

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Extracto de la tabla periódica que muestra la ubicación de los metales de postransición. El Zn , el Cd y el Hg a veces se consideran metales de postransición en lugar de metales de transición . La línea discontinua representa la división tradicional entre metales y no metales . Los símbolos de los elementos comúnmente reconocidos como metaloides aparecen en cursiva. El estatus de los elementos del 110 al 118 no ha sido confirmado, aunque los elementos del 113 al 116 a veces se consideran metales de postransición.
^ El aluminio a veces no se considera un metal de postransición debido a su ausencia de electrones d † El polonio a veces se considera un metaloide ‡ El astato se considera generalmente un no metal o, con menos frecuencia, un metaloide, pero se ha predicho que es un metal

Los elementos metálicos de la tabla periódica , situados entre los metales de transición a su izquierda y los metaloides no metálicos químicamente débiles a su derecha, han recibido diversas denominaciones en la literatura, como metales postransición , metales pobres , otros metales , metales del bloque p , metales básicos y metales químicamente débiles . En este artículo se utiliza generalmente el nombre más común: metales postransición .

Físicamente, estos metales son blandos (o quebradizos), tienen poca resistencia mecánica y, por lo general, presentan puntos de fusión inferiores a los de los metales de transición. Al estar cerca del límite entre metales y no metales , sus estructuras cristalinas tienden a mostrar enlaces covalentes o direccionales , y suelen tener mayor complejidad o menos vecinos próximos que otros elementos metálicos.

Químicamente, se caracterizan —en diversos grados— por su tendencia a formar enlaces covalentes, su anfoterismo ácido-base y la formación de especies aniónicas como aluminatos , estannatos y bismutatos (en el caso del aluminio , el estaño y el bismuto, respectivamente). También pueden formar fases de Zintl (compuestos semimetálicos formados entre metales altamente electropositivos y metales o metaloides moderadamente electronegativos ).

Elementos aplicables

Diagrama de dispersión de valores de electronegatividad y puntos de fusión para metales (hasta fermio, elemento 100) y algunos elementos límite (Ge, As, Sb, At). Los elementos categorizados por algunos autores como metales postransición se distinguen por sus valores de electronegatividad relativamente altos y puntos de fusión relativamente bajos (Pt es anómalo en este sentido). La alta electronegatividad corresponde a un carácter no metálico creciente; [ 1 ] la baja temperatura de fusión corresponde a fuerzas cohesivas más débiles entre átomos y una resistencia mecánica reducida. [ 2 ] La geografía del diagrama coincide en gran medida con la de la tabla periódica. Comenzando desde la parte inferior izquierda y procediendo en el sentido de las agujas del reloj, los metales alcalinos son seguidos por los metales alcalinotérreos más pesados ; las tierras raras y los actínidos (Sc, Y y los lantánidos se tratan aquí como tierras raras); metales de transición con valores de electronegatividad y puntos de fusión intermedios; los metales refractarios ; los metales del grupo del platino ; y los metales de acuñación (estas tres últimas categorías son subcategorías de la categoría más amplia de metales de transición que ocupan los grupos 3 a 12 de la tabla periódica). La mayor electronegatividad del Be y el Mg, y el punto de fusión más alto del Be, distancian a estos metales alcalinotérreos ligeros de sus congéneres más pesados. Esta separación se extiende a otras diferencias en el comportamiento físico y químico entre los metales alcalinotérreos ligeros y los más pesados. [ n 1 ]

Los metales postransición se ubican en la tabla periódica entre los metales de transición a su izquierda y los metaloides o no metales químicamente débiles a su derecha. Generalmente, en esta categoría se incluyen: los metales de los grupos 13 a 16 en los periodos 4 a 6, a saber, galio , indio y talio , estaño y plomo , bismuto y polonio ; y el aluminio , un metal del grupo 13 en el periodo 3.

Se pueden observar en la parte inferior derecha del gráfico adjunto de valores de electronegatividad y puntos de fusión.

Los límites de la categoría no son necesariamente nítidos, ya que existe cierta superposición de propiedades con categorías adyacentes (como ocurre generalmente con los esquemas de clasificación). [ 5 ]

Algunos elementos que normalmente se consideran metales de transición a veces se clasifican como metales postransición, a saber: el platino (grupo 10 ); el cobre , la plata y el oro (grupo 11), metales utilizados en la acuñación de monedas; y, más a menudo, el zinc , el cadmio y el mercurio (grupo 12 ) . [ n 2 ]

De manera similar, algunos elementos que normalmente se consideran metaloides o no metales a veces se clasifican como metales de postransición, como el germanio , el arsénico , el selenio , el antimonio , el telurio y el polonio (de los cuales el germanio, el arsénico, el antimonio y el telurio suelen considerarse metaloides). Se ha predicho que el astato , que generalmente se clasifica como no metal o metaloide, tiene una estructura cristalina metálica. De ser así, sería un metal de postransición.

Los elementos 112-118 ( desde el copernicio hasta el oganesón ) podrían ser metales de postransición; sin embargo, no se han sintetizado cantidades suficientes de ellos como para permitir una investigación adecuada de sus propiedades físicas y químicas reales.

Razón fundamental

La naturaleza metálica disminuida de los metales de postransición se atribuye en gran medida al aumento de la carga nuclear al recorrer la tabla periódica, de izquierda a derecha. [ 8 ] El aumento de la carga nuclear se compensa parcialmente con un número creciente de electrones, pero como estos se distribuyen espacialmente, cada electrón adicional no apantalla completamente cada aumento sucesivo de la carga nuclear, y este último, por lo tanto, predomina. [ 9 ] Con algunas irregularidades, los radios atómicos se contraen, las energías de ionización aumentan, [ 8 ] hay menos electrones disponibles para el enlace metálico, [ 10 ] y "los iones [se vuelven] más pequeños y más polarizantes y más propensos a la covalencia". [ 11 ] Este fenómeno es más evidente en los metales de postransición del período 4-6, debido al apantallamiento ineficiente de sus cargas nucleares por sus configuraciones electrónicas d 10 y (en el caso de los metales del período 6) f 14 ; [ 12 ] el poder de apantallamiento de los electrones disminuye en la secuencia s > p > d > f. Las reducciones en el tamaño atómico debidas a la interposición de los bloques d y f se denominan, respectivamente, «contracción escandinava» o « contracción del bloque d » [ n 3 ] y « contracción lantánida ». [ 13 ] Los efectos relativistas también «aumentan la energía de enlace» y, por lo tanto, la energía de ionización de los electrones en «la capa 6s en el oro y el mercurio, y la capa 6p en los elementos subsiguientes del periodo 6». [ 14 ]

Química descriptiva

Grupo 10

cristales de platino

El platino es un metal moderadamente duro (MH 3.5) de baja resistencia mecánica, con una estructura cúbica centrada en las caras compacta (BCN 12). Comparado con otros metales de esta categoría, tiene un punto de fusión inusualmente alto (2042 K frente a 1338 para el oro). El platino es más dúctil que el oro, la plata o el cobre, siendo así el más dúctil de los metales puros, pero es menos maleable que el oro. Al igual que el oro, el platino es un elemento calcófilo en términos de su presencia en la corteza terrestre, prefiriendo formar enlaces covalentes con el azufre. [ 17 ] Se comporta como un metal de transición en sus estados de oxidación preferidos de +2 y +4. Hay muy poca evidencia de la existencia de iones metálicos simples en medios acuosos; [ 18 ] la mayoría de los compuestos de platino son complejos de coordinación (covalentes). [ 19 ] El óxido (PtO 2 ) es anfótero, con propiedades ácidas predominantes; Puede fusionarse con hidróxidos alcalinos (MOH; M = Na, K) u óxido de calcio (CaO) para dar platinatos aniónicos, como el rojo Na₂PtO₃ y el verde K₂PtO₃ . El óxido hidratado puede disolverse en ácido clorhídrico para dar el hexaclorometalato ( IV ), H₂PtCl₆ . [ 20 ]

Al igual que el oro, que puede formar compuestos que contienen el ion aururo −1, el platino puede formar compuestos que contienen iones platinuro, como las fases de Zintl BaPt, Ba 3 Pt 2 y Ba 2 Pt, siendo el primer metal de transición (inequívoco) en hacerlo. [ 21 ]

El darmstadtio debería ser similar a su homólogo más ligero, el platino. Se espera que tenga una estructura cúbica centrada en el cuerpo compacta. Debería ser un metal muy denso, con una densidad de 26–27  g/cm³ que supera a todos los elementos estables. Se espera que la química del darmstadtio esté dominada por los estados de oxidación +2 y +4, similar al platino. El óxido de darmstadtio(IV) (DsO₂ ) debería ser anfótero, y el óxido de darmstadtio(II) (DsO) básico, exactamente análogo al platino. También debería haber un estado de oxidación +6 , similar al platino. El darmstadtio debería ser un metal muy noble: se espera que el potencial de reducción estándar para el par Ds²⁺ /  Ds sea de +1,7 V, mayor que los +1,52  V para el par Au³⁺ / Au.

Grupo 11

Los metales del grupo 11 se clasifican típicamente como metales de transición, dado que pueden formar iones con capas d incompletas. Físicamente, tienen puntos de fusión relativamente bajos y valores de electronegatividad altos asociados con los metales postransición. "La subcapa d llena y el electrón s libre del Cu, Ag y Au contribuyen a su alta conductividad eléctrica y térmica . Los metales de transición a la izquierda del grupo 11 experimentan interacciones entre los electrones s y la subcapa d parcialmente llena que reducen la movilidad electrónica." [ 22 ] Químicamente, los metales del grupo 11 en sus estados de valencia +1 muestran similitudes con otros metales postransición; [ 23 ] ocasionalmente se clasifican como tales. [ 24 ]

Un cristal de un mineral metálico de color cobre que se encuentra sobre una superficie blanca.
Cobre
Un cristal de metal plateado sobre una superficie gris.
Plata
Un cristal de metal amarillo sobre una superficie blanca.
Oro

El cobre es un metal blando (MH 2,5–3,0) [ 25 ] con baja resistencia mecánica. [ 26 ] Tiene una estructura cúbica centrada en las caras compacta (BCN 12). [ 27 ] El cobre se comporta como un metal de transición en su estado de oxidación preferido de +2. Los compuestos estables en los que el cobre está en su estado de oxidación menos preferido de +1 (Cu 2 O, CuCl, CuBr, CuI y CuCN, por ejemplo) tienen un carácter covalente significativo. [ 28 ] El óxido (CuO) es anfótero, con propiedades básicas predominantes; puede fusionarse con óxidos alcalinos (M 2 O; M = Na, K) para dar oxicupratos aniónicos (M 2 CuO 2 ). [ 29 ] El cobre forma fases de Zintl como Li 7 CuSi 2 [ 30 ] y M 3 Cu 3 Sb 4 (M = Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho o Er). [ 31 ]

La plata es un metal blando (MH 2,5–3) [ 32 ] con baja resistencia mecánica. [ 33 ] Tiene una estructura cúbica centrada en las caras compacta (BCN 12). [ 34 ] La química de la plata está dominada por su estado de valencia +1 en el que muestra propiedades físicas y químicas generalmente similares a los compuestos de talio, un metal del grupo principal, en el mismo estado de oxidación. [ 35 ] Tiende a enlazarse covalentemente en la mayoría de sus compuestos. [ 36 ] El óxido (Ag 2 O) es anfótero, con propiedades básicas predominantes. [ 37 ] La plata forma una serie de oxoargentatos (M 3 AgO 2 , M = Na, K, Rb). [ 38 ] Es un constituyente de fases de Zintl como Li 2 AgM (M = Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn o Pb) [ 39 ] y Yb 3 Ag 2 . [ 40 ]

El oro es un metal blando (MH 2,5–3) [ 41 ] que se deforma fácilmente. [ 42 ] Tiene una estructura cúbica centrada en las caras compacta (BCN 12). [ 34 ] La química del oro está dominada por su estado de valencia +3; todos estos compuestos de oro presentan enlaces covalentes, [ 43 ] al igual que sus compuestos estables +1. [ 44 ] El óxido de oro (Au 2 O 3 ) es anfótero, con propiedades ácidas predominantes; forma hidroxoauratos aniónicos M [ Au(OH) 4 ] , donde M = Na, K, ½Ba, Tl; y auratos como NaAuO 2 . [ 45 ] El oro es un constituyente de fases de Zintl como M 2 AuBi (M = Li o Na); [ 46 ] Li 2 AuM (M = In, Tl, Ge, Pb, Sn) [ 47 ] y Ca 5 Au 4 . [ 40 ]

Se espera que el roentgenio sea similar a su homólogo más ligero, el oro, en muchos aspectos. Se espera que tenga una estructura cúbica centrada en el cuerpo compacta. Debería ser un metal muy denso, con una densidad de 22–24  g/cm³ cercana a la del osmio y el iridio , los elementos estables más densos. Se espera que la química del roentgenio esté dominada por el estado de valencia +3, de forma similar al oro, en el que debería comportarse como un metal de transición. El óxido de roentgenio (Rg₂O₃ ) debería ser anfótero; también deberían existir compuestos estables en los estados de valencia −1, +1 y +5, exactamente análogos al oro. Asimismo, se espera que el roentgenio sea un metal muy noble: se espera que el potencial de reducción estándar para el par Rg³⁺ / Rg sea de +1,9  V, mayor que los +1,52  V del par Au³⁺ / Au. Se espera que el catión [ Rg(H₂O ) ₂ ] ⁺ sea el más blando entre los cationes metálicos. Debido a la estabilización relativista de la subcapa 7s, se espera que el roentgenio tenga una subcapa s completa y una subcapa d parcialmente llena, en lugar del electrón s libre y la subcapa d completa del cobre, la plata y el oro.

Grupo 12

Sobre los metales del grupo 12 (zinc, cadmio y mercurio), Smith [ 48 ] observó que, "Los autores de libros de texto siempre han tenido dificultades para tratar con estos elementos". Hay una reducción abrupta y significativa en el carácter metálico físico del grupo 11 al grupo 12. [ 49 ] Su química es la de los elementos del grupo principal. [ 50 ] Un estudio de 2003 sobre libros de química mostró que se trataban como metales de transición o elementos del grupo principal en una base de aproximadamente 50/50. [ 6 ] [ n 5 ] El Libro Rojo de la IUPAC señala que, aunque los elementos del grupo 3-12 se denominan comúnmente elementos de transición, los elementos del grupo 12 no siempre se incluyen. [ 52 ] Los elementos del grupo 12 no satisfacen la definición de metal de transición del Libro de Oro de la IUPAC . [ 53 ] [ n 6 ]

Un cristal de metal de color plateado, un cristal de metal oscuro y un cubo de metal sobre una superficie gris clara.
Zinc
Una barra y un cubo de cristal de metal plateado que yacen sobre una superficie gris.
Cadmio
Un líquido oscuro y viscoso siendo vertido sobre una superficie de vidrio.
Mercurio

El zinc es un metal blando (MH 2.5) con propiedades mecánicas deficientes. [ 55 ] Tiene una estructura cristalina (BCN 6+6) ligeramente distorsionada respecto a la ideal. Muchos compuestos de zinc son marcadamente covalentes. [ 56 ] El óxido y el hidróxido de zinc en su estado de oxidación preferido de +2, a saber, ZnO y Zn(OH) 2 , son anfóteros; [ 57 ] forma zincatos aniónicos en soluciones fuertemente básicas. [ 58 ] El zinc forma fases de Zintl como LiZn, NaZn 13 y BaZn 13 . [ 59 ] El zinc altamente purificado, a temperatura ambiente, es dúctil. [ 60 ] Reacciona con el aire húmedo para formar una fina capa de carbonato que previene una mayor corrosión. [ 61 ]

El cadmio es un metal blando y dúctil (MH 2.0) que sufre una deformación sustancial , bajo carga, a temperatura ambiente. [ 62 ] Al igual que el zinc, tiene una estructura cristalina (BCN 6+6) que está ligeramente distorsionada de la ideal. Los haluros de cadmio, con la excepción del fluoruro, exhiben una naturaleza sustancialmente covalente. [ 63 ] Los óxidos de cadmio en su estado de oxidación preferido de +2, a saber, CdO y Cd(OH) 2 , son débilmente anfóteros; forma cadmatos en soluciones fuertemente básicas. [ 64 ] El cadmio forma fases de Zintl como LiCd, RbCd 13 y CsCd 13 . [ 59 ] Cuando se calienta en el aire a unos cientos de grados, el cadmio representa un riesgo de toxicidad debido a la liberación de vapor de cadmio; Cuando se calienta a su punto de ebullición en el aire (un poco por encima de 1000 K; 725 C; 1340 F; cf acero ~2700 K; 2425 C; 4400 F), [ 65 ] el vapor de cadmio se oxida, 'con una llama de color amarillo rojizo, dispersándose como un aerosol de partículas de CdO potencialmente letales'. [ 62 ] Por lo demás, el cadmio es estable en el aire y en el agua, en condiciones ambientales, protegido por una capa de óxido de cadmio.

El mercurio es líquido a temperatura ambiente. Tiene el enlace metálico más débil de todos, como lo indican su energía de enlace (61 kJ/mol) y punto de fusión (−39  °C) que, juntos, son los más bajos de todos los elementos metálicos. [ 66 ] [ n 7 ] El mercurio sólido (MH 1.5) [ 67 ] tiene una estructura cristalina distorsionada, [ 68 ] con enlace metálico-covalente mixto, [ 69 ] y un BCN de 6. "Todos los metales [del Grupo 12], pero especialmente el mercurio, tienden a formar compuestos covalentes en lugar de iónicos." [ 70 ] El óxido de mercurio en su estado de oxidación preferido (HgO; +2) es débilmente anfótero, al igual que el sulfuro congénere HgS. [ 71 ] Forma tiomercuratos aniónicos (como Na 2 HgS 2 y BaHgS 3 ) en soluciones fuertemente básicas. [ 72 ] [ n 8 ] Forma o es parte de fases de Zintl como NaHg y K 8 In 10 Hg. [ 73 ] El mercurio es un metal relativamente inerte, que muestra poca formación de óxido a temperatura ambiente. [ 74 ]

Se espera que el copernicio sea líquido a temperatura ambiente, aunque los experimentos hasta ahora no han logrado determinar su punto de ebullición con la precisión suficiente para demostrarlo. Al igual que su congénere más ligero, el mercurio, muchas de sus propiedades singulares provienen de su configuración electrónica d¹⁰s² de capa cerrada, así como de fuertes efectos relativistas. Su energía de cohesión es incluso menor que la del mercurio y probablemente solo sea mayor que la del flerovio. Se espera que el copernicio sólido cristalice en una estructura cúbica centrada en el cuerpo compacta y tenga una densidad de aproximadamente 14,7  g/cm³ , que disminuye a 14,0  g/cm³ al fundirse, similar a la del mercurio (13,534  g/cm³ ) . Se espera que la química del copernicio esté dominada por el estado de oxidación +2, en el que se comportaría como un metal de postransición similar al mercurio, aunque la estabilización relativista de los orbitales 7s significa que este estado de oxidación implica la cesión de electrones 6d en lugar de 7s. Una desestabilización relativista concurrente de los orbitales 6d debería permitir estados de oxidación más altos como +3 y +4 con ligandos electronegativos, como los halógenos.  Se espera un potencial de reducción estándar muy alto de +2,1 V para el par Cn²⁺ / Cn. De hecho, el copernicio a granel podría incluso ser un aislante con una banda prohibida de 6,4 ± 0,2  V, lo que lo haría similar a los gases nobles como el radón , aunque anteriormente se había predicho que el copernicio sería un semiconductor o un metal noble. Se espera que el óxido de copernicio (CnO) sea predominantemente básico.

Grupo 13

Aluminio
Galio
indio
Talio

El aluminio a veces se considera [ 75 ] o no se considera [ 76 ] un metal de postransición. Tiene un núcleo de gas noble [Ne] bien apantallado en lugar del núcleo [Ar]3d 10 , [Kr]4d 10 o [Xe]4f 14 5d 10 menos apantallado de los metales de postransición. El pequeño radio del ion aluminio combinado con su alta carga lo convierte en una especie fuertemente polarizante, propensa a la covalencia. [ 77 ]

El aluminio en forma pura es un metal blando (MH 3.0) con baja resistencia mecánica. [ 78 ] Tiene una estructura compacta (BCN 12) que muestra cierta evidencia de enlace parcialmente direccional. [ 79 ] [ n 9 ] Tiene un punto de fusión bajo y una alta conductividad térmica. Su resistencia se reduce a la mitad a 200  °C, y para muchas de sus aleaciones es mínima a 300  °C. [ 81 ] Las últimas tres propiedades del aluminio limitan su uso a situaciones donde no se requiere protección contra incendios, [ 82 ] o requieren la provisión de mayor protección contra incendios. [ 83 ] [ n 10 ] Se enlaza covalentemente en la mayoría de sus compuestos; [ 87 ] tiene un óxido anfótero; y puede formar aluminatos aniónicos. [ 58 ] El aluminio forma fases de Zintl como LiAl, Ca 3 Al 2 Sb 6 , y SrAl 2 . [ 88 ] Una fina capa protectora de óxido confiere un grado razonable de resistencia a la corrosión. [ 89 ] Es susceptible al ataque en condiciones de pH bajo (<4) y alto (> 8,5), [ 90 ] [ n 11 ] un fenómeno que generalmente es más pronunciado en el caso del aluminio de pureza comercial y las aleaciones de aluminio. [ 96 ] Dadas muchas de estas propiedades y su proximidad a la línea divisoria entre metales y no metales , el aluminio se clasifica ocasionalmente como un metaloide. [ n 12 ] A pesar de sus deficiencias, tiene una buena relación resistencia-peso y una excelente ductilidad; su resistencia mecánica puede mejorarse considerablemente con el uso de aditivos de aleación; su muy alta conductividad térmica puede aprovecharse en disipadores de calor e intercambiadores de calor ; [ 97 ] y tiene una alta conductividad eléctrica. [ n 13 ] A temperaturas más bajas, el aluminio aumenta su resistencia a la deformación (como la mayoría de los materiales) mientras mantiene la ductilidad (como generalmente los metales cúbicos centrados en las caras ). [ 99 ] Químicamente, el aluminio a granel es un metal fuertemente electropositivo , con un alto potencial de electrodo negativo . [ 100] [ n 14 ]

El galio es un metal blando y quebradizo (MH 1,5) que se funde a solo unos pocos grados por encima de la temperatura ambiente. [ 102 ] Tiene una estructura cristalina inusual que presenta enlaces metálicos-covalentes mixtos y baja simetría [ 102 ] (BCN 7 ie 1+2+2+2). [ 103 ] Se enlaza covalentemente en la mayoría de sus compuestos, [ 104 ] tiene un óxido anfótero; [ 105 ] y puede formar galatos aniónicos. [ 58 ] El galio forma fases de Zintl como Li 2 Ga 7 , K 3 Ga 13 y YbGa 2 . [ 106 ] Se oxida lentamente en aire húmedo en condiciones ambientales; una película protectora de óxido evita una mayor corrosión. [ 107 ]

El indio es un metal blando y altamente dúctil (MH 1.0) con una baja resistencia a la tracción. [ 108 ] [ 109 ] Tiene una estructura cristalina parcialmente distorsionada (BCN 4+8) asociada con átomos incompletamente ionizados. [ 110 ] La tendencia del indio a formar compuestos covalentes es una de las propiedades más importantes que influyen en su comportamiento electroquímico. [ 111 ] Los óxidos de indio en su estado de oxidación preferido de +3, a saber, In 2 O 3 e In(OH) 3 son débilmente anfóteros; forma indatos aniónicos en soluciones fuertemente básicas. [ 112 ] El indio forma fases de Zintl como LiIn, Na 2 In y Rb 2 In 3 . [ 113 ] El indio no se oxida en el aire en condiciones ambientales. [ 109 ]

El talio es un metal blando y reactivo (MH 1.0), tanto que no tiene usos estructurales. [ 114 ] Tiene una estructura cristalina compacta (BCN 6+6) pero una distancia interatómica anormalmente grande que se ha atribuido a la ionización parcial de los átomos de talio. [ 115 ] Aunque los compuestos en el estado de oxidación +1 (principalmente iónico) son los más numerosos, el talio tiene una química apreciable en el estado de oxidación +3 (principalmente covalente), como se ve en sus calcogenuros y trihaluros. [ 116 ] Él y el aluminio son los únicos elementos del Grupo 13 que reaccionan con el aire a temperatura ambiente, formando lentamente el óxido anfótero Tl 2 O 3 . [ 117 ] [ 118 ] Forma talatos aniónicos como Tl 3 TlO 3 , Na 3 Tl(OH) 6 , NaTlO 2 , y KTlO 2 , [ 118 ] y está presente como el anión taluro Tl − en el compuesto CsTl. [ 119 ] El talio forma fases de Zintl, como Na 2 Tl, Na 2 K 21 Tl 19 , CsTl y Sr 5 Tl 3 H. [ 120 ]

Se espera que el nihonio tenga una estructura cristalina hexagonal compacta, aunque basada en una extrapolación de las de los elementos más ligeros del grupo 13: se espera que su densidad sea de alrededor de 16  g/cm³ . Se predice un potencial de electrodo estándar de +0,6  V para el par Nh⁺ / Nh. La estabilización relativista de los electrones 7s es muy alta y, por lo tanto, el nihonio debería formar predominantemente el estado de oxidación +1; sin embargo, al igual que para el copernicio, debería ser posible alcanzar el estado de oxidación +3. Debido al cierre de capa en el flerovio causado por el acoplamiento espín-órbita, al nihonio también le falta un electrón 7p para completar su capa y, por lo tanto, formaría un estado de oxidación −1; tanto en el estado de oxidación +1 como en el −1, el nihonio debería mostrar más similitudes con el astato que con el talio. Se espera que el ion Nh⁺ también tenga algunas similitudes con el ion Ag⁺ , particularmente en su propensión a la complejación. Se espera que el óxido de nihonio (Nh₂O ) sea anfótero.

Grupo 14

Germanio
Estaño
Dirigir

El germanio es un elemento semimetálico duro (MH 6) y muy quebradizo. [ 121 ] Originalmente se pensaba que era un metal con baja conductividad [ 122 ] pero tiene la estructura de bandas electrónicas de un semiconductor . [ 123 ] El germanio se suele considerar un metaloide en lugar de un metal. [ 124 ] Al igual que el carbono (como diamante) y el silicio, tiene una estructura cristalina tetraédrica covalente (BCN 4 ). [ 125 ] Los compuestos en su estado de oxidación preferido de +4 son covalentes. [ 126 ] El germanio forma un óxido anfótero, GeO 2 [ 127 ] y germanatos aniónicos, como Mg 2 GeO 4 . Forma fases de Zintl como LiGe, K 8 Ge 44 y La 4 Ge 3 . [ 128 ]

El estaño es un metal blando, excepcionalmente [ 129 ] débil (MH 1.5); [ n 15 ] una varilla de 1 cm de espesor se doblará fácilmente bajo una ligera presión de los dedos. [ 129 ] Tiene una estructura cristalina de coordinación irregular (BCN 4+2) asociada con átomos incompletamente ionizados. [ 110 ] Todos los elementos del Grupo 14 forman compuestos en los que están en el estado de oxidación +4, predominantemente covalente; incluso en el estado de oxidación +2 el estaño generalmente forma enlaces covalentes. [ 131 ] Los óxidos de estaño en su estado de oxidación preferido de +2, a saber, SnO y Sn(OH) 2 , son anfóteros; [ 132 ] forma estannitas en soluciones fuertemente básicas. [ 58 ] Por debajo de 13  °C (55.4  °F) el estaño cambia su estructura y se convierte en 'estaño gris', que tiene la misma estructura que el diamante, el silicio y el germanio (BCN 4). Esta transformación provoca que el estaño común se desmorone y desintegre , ya que, además de ser quebradizo, el estaño gris ocupa más volumen debido a una estructura de empaquetamiento cristalino menos eficiente. El estaño forma fases de Zintl como Na₄Sn , BaSn, K₈Sn₂₅ y Ca₃₁Sn₂₀ . [ 133 ] Tiene buena resistencia a la corrosión en el aire debido a la formación de una fina capa protectora de óxido. El estaño puro no tiene usos estructurales. [ 134 ] Se utiliza en soldaduras sin plomo y como agente endurecedor en aleaciones de otros metales, como cobre, plomo, titanio y zinc. [ 135 ]

El plomo es un metal blando (MH 1,5, pero se endurece cerca del punto de fusión) que, en muchos casos, [ 136 ] no puede soportar su propio peso. [ 137 ] Tiene una estructura compacta (BCN 12) pero una distancia interatómica anormalmente grande que se ha atribuido a la ionización parcial de los átomos de plomo. [ 115 ] [ 138 ] Forma un dióxido semicovalente PbO 2 ; un sulfuro unido covalentemente PbS; haluros unidos covalentemente; [ 139 ] y una gama de compuestos organoplomos unidos covalentemente como el mercaptano de plomo(II) Pb(SC 2 H 5 ) 2 , el tetraacetato de plomo Pb(CH 3 CO 2 ) 4 , y el aditivo antidetonante que una vez fue común, tetraetil plomo (CH 3 CH 2 ) 4 Pb . [ 140 ] El óxido de plomo en su estado de oxidación preferido (PbO; +2) es anfótero; [ 141 ] forma plumbatos aniónicos en soluciones fuertemente básicas. [ 58 ] El plomo forma fases de Zintl como CsPb , Sr 31 Pb 20 , La 5 Pb 3 N y Yb 3 Pb 20 . [ 142 ] Tiene una resistencia a la corrosión de razonable a buena; en aire húmedo forma un recubrimiento gris mixto de óxido, carbonato y sulfato que dificulta una mayor oxidación. [ 143 ]

Se espera que el flerovio sea un metal líquido debido al acoplamiento espín-órbita que "desgarra" la subcapa 7p, de modo que su configuración de valencia 7s² 7p¹ / ² 2 forma una capa casi cerrada similar a las del mercurio y el copernicio. El flerovio sólido debería tener una estructura cúbica centrada en las caras y ser un metal bastante denso, con una densidad de alrededor de 14  g/cm³ . Se espera que el flerovio tenga un potencial de electrodo estándar de +0,9  V para el par Fl²⁺ / Fl. Se espera que el óxido de flerovio (FlO) sea anfótero, formando flerovatos aniónicos en soluciones básicas.

Grupo 15

Arsénico
Antimonio
Bismuto

El arsénico es un elemento semimetálico moderadamente duro (MH 3,5) y quebradizo. Se le suele considerar un metaloide, o por otros autores como un metal o un no metal. Presenta una baja conductividad eléctrica que, como en los metales, disminuye con la temperatura. Tiene una estructura cristalina relativamente abierta y parcialmente covalente (BCN 3+3). El arsénico forma enlaces covalentes con la mayoría de los demás elementos. El óxido en su estado de oxidación preferido (As 2 O 3 , +3) es anfótero, [ n 16 ] al igual que el oxoácido correspondiente en solución acuosa (H 3 AsO 3 ) y el sulfuro congénere (As 2 S 3 ). El arsénico forma una serie de arseniatos aniónicos como Na 3 AsO 3 y PbHAsO 4 , y fases de Zintl como Na 3 As, Ca 2 As y SrAs 3 .

El antimonio es un elemento semimetálico blando (MH 3.0) y quebradizo. Se le suele considerar un metaloide, aunque algunos autores lo clasifican como metal o no metal. Presenta una baja conductividad eléctrica que, al igual que en los metales, disminuye con la temperatura. Posee una estructura cristalina relativamente abierta y parcialmente covalente (BCN 3+3). El antimonio forma enlaces covalentes con la mayoría de los demás elementos. El óxido en su estado de oxidación preferido (Sb 2 O 3 , +3) es anfótero. El antimonio forma una serie de antimoniatos y antimoniatos aniónicos, como NaSbO 2 y AlSbO 4 , y fases de Zintl, como K 5 Sb 4 , Sr 2 Sb 3 y BaSb 3 .

El bismuto es un metal blando (MH 2.5) demasiado frágil para cualquier uso estructural. [ 146 ] Tiene una estructura cristalina de empaquetamiento abierto (BCN 3+3) con un enlace intermedio entre metálico y covalente. [ 147 ] Para ser un metal, tiene una conductividad eléctrica y térmica excepcionalmente baja. [ 148 ] La mayoría de los compuestos comunes de bismuto son de naturaleza covalente. [ 149 ] El óxido, Bi 2 O 3 es predominantemente básico, pero actuará como un ácido débil en KOH caliente y muy concentrado. [ 150 ] También puede fundirse con hidróxido de potasio en el aire, dando como resultado una masa marrón de bismutato de potasio. [ 151 ] La química de las soluciones de bismuto se caracteriza por la formación de oxianiones; [ 152 ] forma bismutatos aniónicos en soluciones fuertemente básicas. El bismuto forma fases de Zintl como NaBi, [ 153 ] Rb 7 In 4 Bi 6 [ 154 ] y Ba 11 Cd 8 Bi 14 . [ 155 ] Bailar et al. [ 156 ] se refieren al bismuto como "el metal menos 'metálico' en sus propiedades físicas" dada su naturaleza frágil (y posiblemente) "la conductividad eléctrica más baja de todos los metales". [ n 17 ]

Se espera que el moscovio sea un metal bastante reactivo. Se prevé un potencial de reducción estándar de −1,5  V para el par Mc + /Mc. Esta mayor reactividad es consistente con la capa casi cerrada del flerovio y el inicio de una nueva serie de elementos con el llenado de la subcapa 7p3 /2 débilmente ligada , y es bastante diferente de la nobleza relativa del bismuto. Al igual que el talio, el moscovio debería tener un estado de oxidación común de +1 y un estado de oxidación menos común de +3, aunque sus estabilidades relativas pueden cambiar dependiendo de los ligandos complejantes o del grado de hidrólisis. El óxido de moscovio(I) (Mc2O ) debería ser bastante básico, como el del talio, mientras que el óxido de moscovio(III) (Mc2O3 ) debería ser anfótero, como el del bismuto.

Grupo 16

Selenio
Telurio

El selenio es un elemento semimetálico blando (MH 2.0) y quebradizo. Generalmente se le considera un no metal, pero a veces se le clasifica como metaloide o incluso como metal pesado . El selenio tiene una estructura cristalina poliatómica hexagonal (CN 2). Es un semiconductor con una banda prohibida de 1,7 eV y un fotoconductor, lo que significa que su conductividad eléctrica aumenta un millón de veces cuando se ilumina. El selenio forma enlaces covalentes con la mayoría de los demás elementos, y cabe destacar que puede formar seleniuros iónicos con metales altamente electropositivos. El óxido común de selenio ( SeO₃ ) es fuertemente ácido . El selenio forma una serie de selenitos y selenatos aniónicos como Na₂SeO₃ , Na₂Se₂O₅ y Na₂SeO₄ , [ 158 ] así como fases de Zintl como Cs₄Se₁₆ . [ 159 ]

El telurio es un elemento semimetálico blando (MH 2,25) y quebradizo. Se le suele considerar un metaloide, aunque algunos autores lo clasifican como metal o no metal. El telurio tiene una estructura cristalina hexagonal poliatómica (CN 2). Es un semiconductor con una banda prohibida de 0,32 a 0,38 eV. El telurio forma enlaces covalentes con la mayoría de los demás elementos, y cabe destacar que posee una extensa química organometálica, y que muchos telururos pueden considerarse aleaciones metálicas. El óxido común de telurio ( TeO₂ ) es anfótero. El telurio forma una serie de teluritos y teluratos aniónicos como Na₂TeO₃ , Na₆TeO₆ y Rb₆Te₂O₉ ( este último contiene aniones tetraédricos TeO₄₋₄ y bipiramidales trigonales TeO₄₋₅ ) , [ 158 ] así como fases de Zintl como NaTe₃ . [ 159 ]

El polonio es un metal blando radiactivo con una dureza similar a la del plomo. [ 160 ] Tiene una estructura cristalina cúbica simple caracterizada (según lo determinado por cálculos de densidad electrónica) por enlaces parcialmente direccionales, [ 161 ] y un BCN de 6. Dicha estructura normalmente resulta en una ductilidad y resistencia a la fractura muy bajas [ 162 ] sin embargo, se ha predicho que el polonio es un metal dúctil. [ 163 ] Forma un hidruro covalente; [ 164 ] sus haluros son compuestos volátiles covalentes, semejantes a los del telurio. [ 165 ] El óxido de polonio en su estado de oxidación preferido (PoO 2 ; +4) es predominantemente básico, pero anfótero si se disuelve en álcali acuoso concentrado o se funde con hidróxido de potasio en el aire. [ 166 ] El ion polonato(IV) amarillo PoO 2− 3 se conoce en soluciones acuosas de baja concentración de Cl ‒ y pH alto. [ 167 ] [ n 18 ] Los polonuros como Na 2 Po, BePo, ZnPo, CdPo y HgPo presentan aniones Po 2− ; [ 169 ] excepto HgPo, estos son algunos de los compuestos de polonio más estables. [ 170 ] [ n 19 ]

Se espera que el livermorio sea menos reactivo que el moscovio. Se espera que el potencial de reducción estándar del par Lv²⁺ /  Lv sea de alrededor de +0,1 V. Debería ser más estable en el estado de oxidación +2; se espera que los electrones 7p³ /² estén tan débilmente unidos que los dos primeros potenciales de ionización del livermorio deberían estar entre los de los metales alcalinotérreos reactivos magnesio y calcio . El estado de oxidación +4 solo debería ser alcanzable con los ligandos más electronegativos. El óxido de livermorio(II) (LvO) debería ser básico y el óxido de livermorio(IV) (LvO₂ ) debería ser anfótero, análogo al polonio.

Grupo 17

El astato es un elemento radiactivo que nunca se ha visto; una cantidad visible se vaporizaría inmediatamente debido a su intensa radiactividad. [ 172 ] Puede ser posible evitar esto con un enfriamiento suficiente. [ 173 ] El astato se considera comúnmente un no metal, [ 174 ] menos comúnmente un metaloide [ 175 ] y ocasionalmente un metal. A diferencia de su congénere más ligero, el yodo, la evidencia de astato diatómico es escasa e inconclusa. [ 176 ] En 2013, sobre la base de un modelo relativista, se predijo que el astato era un metal monoatómico, con una estructura cristalina cúbica centrada en las caras. [ 173 ] Como tal, cabría esperar que el astato tuviera una apariencia metálica; mostrara conductividad metálica; y tuviera una excelente ductilidad, incluso a temperaturas criogénicas. [ 177 ] También cabría esperar que mostrara un carácter no metálico significativo, como suele ser el caso de los metales en, o en las proximidades de, el bloque p. Se conocen los oxianiones de astato AtO − , AtO − 3 y AtO − 4 , [ 178 ] siendo la formación de oxianiones una tendencia de los no metales. [ 179 ] Se presume que el hidróxido de astato At(OH) es anfótero. [ 180 ] [ n 20 ] El astato forma compuestos covalentes con no metales, [ 183 ] incluyendo el hidrogenoastatido HAt y el tetraastatido de carbono CAt 4 . [ 184 ] [ n 21 ] Se ha informado que los aniones At − forman astaturos con plata, talio, paladio y plomo. [ 186 ] Pruszyński et al. señalan que los iones astaturo deberían formar complejos fuertes con cationes de metales blandos como Hg 2+ , Pd 2+ , Ag + y Tl 3+ ; Enumeren el astaturo formado con mercurio como Hg(OH)At. [ 187 ]

Se espera que el tenesino , a pesar de estar en la columna de halógenos de la tabla periódica, tienda aún más hacia la metalicidad que el astato debido a su baja afinidad electrónica. El estado −1 no debería ser importante para el tenesino y sus principales estados de oxidación deberían ser +1 y +3, siendo +3 el más estable: se espera que el Ts³⁺ se comporte de manera similar al Au³⁺ en medios de haluros. Por lo tanto, se espera que el óxido de tenesino (Ts₂O₃ ) sea anfótero, similar al óxido de oro y al óxido de astato(III).

Grupo 18

Se espera que el oganesón sea un "gas noble" muy pobre e incluso que se metalice debido a su gran radio atómico y al enlace débil de los electrones 7p 3/2 fácilmente eliminables : ciertamente se espera que sea un elemento bastante reactivo que es sólido a temperatura ambiente y tiene algunas similitudes con el estaño , ya que un efecto del desdoblamiento espín-órbita de la subcapa 7p es una "inversión parcial de roles" de los grupos 14 y 18. Debido a la inmensa polarizabilidad del oganesón, se espera que no solo el fluoruro de oganesón(II) sino también el fluoruro de oganesón(IV) sean predominantemente iónicos, lo que implica la formación de cationes Og 2+ y Og 4+ . Se espera que tanto el óxido de oganesón(II) (OgO) como el óxido de oganesón(IV) (OgO 2 ) sean anfóteros, de forma similar a los óxidos de estaño.

metales del subgrupo B

Superficialmente, los metales del subgrupo B son los metales de los grupos IB a VIIB de la tabla periódica, que corresponden a los grupos 11 a 17 según la nomenclatura actual de la IUPAC. En la práctica, los metales del grupo 11 (cobre, plata y oro) se consideran habitualmente metales de transición (o a veces metales de acuñación o metales nobles), mientras que los metales del grupo 12 (zinc, cadmio y mercurio) pueden o no considerarse metales del subgrupo B, dependiendo de si se considera que los metales de transición terminan en el grupo 11 o en el grupo 12. La nomenclatura 'B' (como en los grupos IB, IIB, etc.) fue reemplazada en 1988, pero aún se encuentra ocasionalmente en la literatura más reciente. [ 188 ] [ n 22 ]

Los metales del subgrupo B muestran propiedades no metálicas; esto es particularmente evidente al pasar del grupo 12 al grupo 16. [ 190 ] Aunque los metales del grupo 11 tienen estructuras metálicas compactas normales [ 191 ] muestran una superposición en sus propiedades químicas. En sus compuestos +1 (el estado estable para la plata; menos para el cobre) [ 192 ] son ​​metales típicos del subgrupo B. En sus estados +2 y +3 su química es típica de los compuestos de metales de transición. [ 193 ]

Pseudometales y metales híbridos

Los metales del subgrupo B se pueden subdividir en pseudometales y metales híbridos . Se dice que los pseudometales (grupos 12 y 13, incluido el boro) se comportan más como metales verdaderos (grupos 1 a 11) que como no metales. Los metales híbridos As, Sb, Bi, Te, Po, At —que otros autores denominarían metaloides— participan casi por igual de las propiedades de ambos. Los pseudometales pueden considerarse relacionados con los metales híbridos a través de la columna de carbono del grupo 14. [ 194 ]

metales básicos

Mingos [ 195 ] escribe que, si bien los metales del bloque p son típicos, no son fuertemente reductores y, como tales, son metales base que requieren ácidos oxidantes para disolverlos.

metales límite

Parish [ 196 ] escribe que, «como se anticipó», los metales límite de los grupos 13 y 14 tienen estructuras no estándar. El galio, el indio, el talio, el germanio y el estaño se mencionan específicamente en este contexto. También se observa que los metales del grupo 12 tienen estructuras ligeramente distorsionadas; esto se ha interpretado como evidencia de enlaces direccionales débiles (es decir, covalentes). [ n 23 ]

metales químicamente débiles

Rayner-Canham y Overton [ 198 ] utilizan el término metales químicamente débiles para referirse a los metales cercanos al límite entre metales y no metales. Estos metales se comportan químicamente más como los metaloides, particularmente con respecto a la formación de especies aniónicas. Los nueve metales químicamente débiles que identificaron son berilio, magnesio, aluminio, galio, estaño, plomo, antimonio, bismuto y polonio. [ n 24 ]

metales de frontera

Vernon [ 200 ] utiliza el término "metal frontera" para referirse a la clase de metales químicamente débiles adyacentes a la línea divisoria entre metales. Señala que varios de ellos "se distinguen además por una serie de... relaciones de movimiento de caballo , formadas entre un elemento y el elemento un período más abajo y dos grupos a su derecha". [ 201 ] Por ejemplo, la química del cobre(I) se asemeja a la química del indio(I): "ambos iones se encuentran principalmente en compuestos de estado sólido como CuCl e InCl; los fluoruros son desconocidos para ambos iones, mientras que los yoduros son los más estables". [ 201 ] El nombre metal frontera se adapta de Russell y Lee, [ 202 ] quienes escribieron que, "...el bismuto y el polonio, elemento del grupo 16, generalmente se consideran metales, aunque ocupan 'territorio frontera' en la tabla periódica, adyacentes a los no metales".

metales fusibles

Cardarelli, [ 203 ] escribiendo en 2008, clasifica el zinc, el cadmio, el mercurio, el galio, el indio, el talio, el estaño, el plomo, el antimonio y el bismuto como metales fusibles. Casi 100 años antes, Louis (1911) [ 204 ] señaló que los metales fusibles eran aleaciones que contenían estaño, cadmio, plomo y bismuto en diversas proporciones, "el estaño variando del 10 al 20%".

Metales pesados ​​(de bajo punto de fusión)

Van Wert [ 205 ] agrupó los metales de la tabla periódica en a. los metales ligeros; b. los metales pesados ​​frágiles de alto punto de fusión, c. los metales pesados ​​dúctiles de alto punto de fusión; d. los metales pesados ​​de bajo punto de fusión (Zn, Cd, Hg; Ga, In, Tl; Ge, Sn; As, Sb, Bi; y Po), y e. los metales fuertes, electropositivos. Britton, Abbatiello y Robins [ 206 ] hablan de 'los metales pesados ​​blandos, de bajo punto de fusión, en las columnas lIB, IIIA, IVA y VA de la tabla periódica, a saber Zn, Cd, Hg; Al, Ga, In, Tl; [Si], Ge, Sn, Pb; y Bi. La tabla de Sargent-Welch de los elementos agrupa los metales en: metales ligeros, la serie de los lantánidos; la serie de los actínidos; metales pesados ​​(frágiles); metales pesados ​​(dúctiles); y metales pesados ​​(bajo punto de fusión): Zn, Cd, Hg, [Cn]; Al, Ga, In, Tl; Ge, Sn, Pb, [Fl]; Sb, Bi; y Po. [ 207 ] [ n 25 ]

Metales menos comunes

Habashi [ 209 ] agrupa los elementos en ocho categorías principales: [1] metales típicos (metales alcalinos, metales alcalinotérreos y aluminio); [2] lantánidos (Ce–Lu); [3] actínidos (Th–Lr); [4] metales de transición (Sc, Y, La, Ac, grupos 4–10); [5] metales menos típicos (grupos 11–12, Ga, In, Tl, Sn y Pb); [6] metaloides (B, Si, Ge, As, Se, Sb, Te, Bi y Po); [7] no metales covalentes (H, C, N, O, P, S y los halógenos); y [8] no metales monoatómicos (es decir, los gases nobles).

Metametales

Los metametales son zinc, cadmio, mercurio, indio, talio, estaño y plomo. Son elementos dúctiles, pero, en comparación con sus vecinos metálicos de la tabla periódica a la izquierda, tienen puntos de fusión más bajos, conductividades eléctricas y térmicas relativamente bajas y muestran distorsiones respecto a sus formas compactas. [ 210 ] A veces, el berilio [ 211 ] y el galio [ 212 ] se incluyen como metametales a pesar de tener baja ductilidad.

metales comunes

Abrikosov [ 213 ] distingue entre metales ordinarios y metales de transición , cuyas capas internas no están llenas. Los metales ordinarios tienen puntos de fusión y energías de cohesión más bajos que los metales de transición. [ 214 ] Gray [ 215 ] identifica como metales ordinarios: aluminio, galio, indio, talio, nihonio, estaño, plomo, flerovio, bismuto, moscovio y livermorio. Añade que, «en realidad, la mayoría de los metales que la gente considera ordinarios son, de hecho, metales de transición...».

Otros metales

Como se ha señalado, los metales que se encuentran entre los metales de transición y los metaloides en la tabla periódica a veces se denominan otros metales (véase también, por ejemplo, Taylor et al.). [ 216 ] «Otros» en este sentido tiene los significados relacionados de «que existen además de, o que son distintos de, lo ya mencionado» [ 217 ] (es decir, los metales alcalinos y alcalinotérreos, los lantánidos y actínidos, y los metales de transición); «auxiliar»; «secundario». [ 218 ] Según Gray [ 219 ] debería haber un nombre mejor para estos elementos que «otros metales».

metales del bloque p

Los metales del bloque p son los metales de los grupos 13-16 de la tabla periódica. Generalmente, esto incluye aluminio, galio, indio y talio; estaño y plomo; y bismuto. A veces también se incluyen germanio, antimonio y polonio, aunque los dos primeros se reconocen comúnmente como metaloides. Los metales del bloque p tienden a tener estructuras que presentan bajos números de coordinación y enlaces direccionales. Se observa una marcada covalencia en sus compuestos; la mayoría de sus óxidos son anfóteros. [ 220 ]

El aluminio es un elemento indiscutible del bloque p por su pertenencia al grupo y su configuración electrónica [Ne] 3s² 3p¹ , pero , a diferencia de los metales del bloque p del periodo 4 en adelante, el aluminio no se sitúa literalmente después de los metales de transición . El epíteto "posttransición" aplicado al aluminio es un nombre inapropiado, ya que normalmente carece de electrones d, a diferencia de todos los demás metales del bloque p. 

metales peculiares

Slater [ 221 ] divide los metales «de forma bastante definida, aunque no perfectamente precisa», en metales ordinarios y metales peculiares , estos últimos cercanos a los no metales. Los metales peculiares se encuentran hacia los extremos de las filas de la tabla periódica e incluyen «aproximadamente»: galio, indio y talio; carbono, silicio (ambos con algunas propiedades metálicas, aunque anteriormente los hemos tratado como no metales), germanio y estaño; arsénico, antimonio y bismuto; y selenio (que es parcialmente metálico) y telurio. Los metales ordinarios tienen estructuras cristalinas centrosimétricas [ n 26 ] , mientras que los metales peculiares tienen estructuras con enlaces direccionales. Más recientemente, Joshua observó que los metales peculiares tienen enlaces mixtos metálicos-covalentes. [ 223 ]

metales pobres

Farrell y Van Sicien [ 224 ] utilizan el término metal pobre , por simplicidad, «para denotar uno con un carácter covalente o direccional significativo». Hill y Holman [ 225 ] observan que «el término metales pobres no se usa ampliamente, pero es una descripción útil para varios metales, incluidos el estaño, el plomo y el bismuto. Estos metales se encuentran en un bloque triangular de la tabla periódica a la derecha de los metales de transición. Suelen estar en la parte baja de la serie de actividad (electroquímica) y tienen algunas semejanzas con los no metales». Reid et al. escriben que «metales pobres» es «un término antiguo para los elementos metálicos de los grupos 13-15 de la tabla periódica que son más blandos y tienen puntos de fusión más bajos que los metales tradicionalmente utilizados para herramientas». [ 226 ]

Metales postransición

Un uso temprano de este nombre lo registra Deming, en 1940, en su conocido [ 227 ] libro Química Fundamental. [ 228 ] Trató los metales de transición como si terminaran en el grupo 10 ( níquel , paladio y platino ). Se refirió a los elementos subsiguientes en los períodos 4 a 6 de la tabla periódica (cobre a germanio; plata a antimonio; oro a polonio) —en vista de sus configuraciones electrónicas subyacentes d 10— como metales posttransición.

Semimetales

En el uso moderno, el término «semimetal» a veces se refiere, de forma imprecisa o explícita, a metales con carácter metálico incompleto en la estructura cristalina, la conductividad eléctrica o la estructura electrónica. Ejemplos incluyen galio , [ 229 ] iterbio , [ 230 ] bismuto , [ 231 ] mercurio [ 232 ] y neptunio . [ 233 ] Los metaloides, que son elementos intermedios que no son ni metales ni no metales, también se denominan a veces semimetales. Los elementos comúnmente reconocidos como metaloides son boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio y telurio. En la química antigua, antes de la publicación en 1789 del «revolucionario» [ 234 ] Tratado elemental de química de Lavoisier , [ 235 ] un semimetal era un elemento metálico con «ductilidad y maleabilidad muy imperfectas» [ 236 ] como el zinc, el mercurio o el bismuto.

metales blandos

Scott y Kanda [ 237 ] se refieren a los metales de los grupos 11 a 15, más el platino del grupo 10, como metales blandos, excluyendo los metales muy activos de los grupos 1 a 3. Señalan que muchas aleaciones no ferrosas importantes se fabrican con metales de esta clase, incluyendo la plata esterlina , el latón (cobre y zinc) y los bronces (cobre con estaño, manganeso y níquel).

metales de transición

Históricamente, la serie de metales de transición "incluye aquellos elementos de la Tabla Periódica que 'cubren la brecha' entre los metales alcalinos y alcalinotérreos muy electropositivos y los no metales electronegativos de los grupos: nitrógeno-fósforo, oxígeno-azufre y los halógenos". [ 238 ] Cheronis, Parsons y Ronneberg [ 239 ] escribieron que, "Los metales de transición de bajo punto de fusión forman un bloque en la Tabla Periódica: los de los Grupos II 'b' [zinc, cadmio, mercurio], III 'b' [aluminio, galio, indio, talio], y germanio, estaño y plomo en el Grupo IV. Todos estos metales tienen puntos de fusión inferiores a 425  °C". [ n 27 ]

Notas

  1. ↑ Propiedades físicas: "Los metales alcalinotérreos más ligeros poseen conductividades eléctricas y térmicas bastante altas y resistencia suficiente para uso estructural. Los elementos más pesados ​​son malos conductores y son demasiado débiles y reactivos para uso estructural." [ 3 ] Química: Los metales alcalinotérreos más ligeros muestran tendencias de enlace covalente (Be predominantemente; Mg considerablemente) mientras que los compuestos de los metales alcalinotérreos más pesados ​​son predominantemente iónicos; los metales alcalinotérreos más pesados ​​tienen hidruros más estables y carburos menos estables . [ 4 ]
  2. ↑ En términos de la tabla periódica, qué elementos comienzan a considerarse metales de transición depende de dónde se considere que terminan los metales de transición. En la década de 1950, la mayoría de los libros de texto de química inorgánica definían los elementos de transición como los que terminaban en el grupo 10 ( níquel , paladio y platino ), excluyendo así el grupo 11 ( cobre , plata y oro ) y el grupo 12 ( zinc , cadmio y mercurio ). Un estudio de libros de química en 2003 mostró que los metales de transición terminaban en el grupo 11 o en el grupo 12 con una frecuencia aproximadamente igual. [ 6 ] Una primera definición de la IUPAC establece: "[L]os elementos de los grupos 3 a 12 son los elementos del bloque d. Estos elementos también se conocen comúnmente como elementos de transición, aunque los elementos del grupo 12 no siempre se incluyen". Dependiendo de la inclusión del grupo 12 como metales de transición, los metales post-transición pueden o no incluir los elementos del grupo 12 : zinc , cadmio y mercurio . Una segunda definición de la IUPAC para metales de transición establece "Un elemento cuyo átomo tiene una subcapa d incompleta, o que puede dar lugar a cationes con una subcapa d incompleta". Basándose en esta definición, se podría argumentar que el grupo 12 debería dividirse con el mercurio y probablemente también el copernicio como metales de transición, y el zinc y el cadmio como metales post-transición. Es relevante la síntesis de fluoruro de mercurio(IV) , que aparentemente establece al mercurio como un metal de transición. Esta conclusión ha sido cuestionada por Jensen [ 7 ] con el argumento de que el HgF4 solo existe en condiciones de no equilibrio altamente atípicas (a 4 K) y debería considerarse mejor como una excepción. Se ha predicho que el copernicio tiene (a) una configuración electrónica similar a la del mercurio; y (b) un predominio de su química en el estado +4, y sobre esa base se consideraría un metal de transición. Sin embargo, en los últimos años se han planteado dudas sobre la síntesis de HgF 4 .
  3. ↑ La contracción escandinava se refiere a los metales de transición de la primera fila; la contracción del bloque d es un término más general.
  4. ↑ Los valores de dureza de Mohs se toman de Samsanov, [ 15 ] a menos que se indique lo contrario; los valores del número de coordinación global se toman de Darken y Gurry, [ 16 ] a menos que se indique lo contrario.
  5. ↑ Los metales del grupo 12 han sido tratados como metales de transición por razones de precedentes históricos, para comparar y contrastar propiedades, para preservar la simetría o con fines didácticos básicos. [ 51 ]
  6. ↑ El Libro de Oro de la IUPAC define un metal de transición como 'Un elemento cuyo átomo tiene una subcapa d incompleta, o que puede dar lugar a cationes con una subcapa d incompleta. [ 54 ]
  7. ↑ El francio puede tener una energía de enlace comparativamente baja, pero su punto de fusión de alrededor de 8 °C es significativamente más alto que el del mercurio, que es de -39 °C.
  8. ↑ El mercurio también forma oxomercuratos parcialmente aniónicos, como Li 2 HgO 2 y CdHgO 4 , calentando mezclas de HgO con los óxidos catiónicos relevantes, incluso bajo presión de oxígeno (Müller-Buschbaum 1995; Deiseroth 2004, pp. 173, 177, 185–186).
  9. ↑ La unión parcialmente direccional en el aluminio mejora su resistencia al corte, pero implica que el aluminio de ultra alta pureza no puede mantener el endurecimiento por deformación a temperatura ambiente. [ 80 ]
  10. ↑ Sin el uso de aislamiento térmico y una atención detallada al diseño estructural, [ 84 ] el bajo punto de fusión y la alta conductividad térmica del aluminio dificultan su uso, por ejemplo, en la construcción de buques militares: si un buque se incendia, el bajo punto de fusión provoca el colapso estructural; la alta conductividad térmica ayuda a propagar el fuego. [ 85 ] Su uso en la construcción de buques de carga es limitado, ya que se obtiene poca o ninguna ventaja económica sobre el acero, una vez que se tiene en cuenta el costo y el peso de la instalación del aislamiento térmico. [ 86 ]
  11. ↑ El aluminio puede ser atacado, por ejemplo, por detergentes alcalinos [ 91 ] (incluidos los que se usan en lavavajillas); [ 92 ] por hormigón húmedo, [ 93 ] y por alimentos altamente ácidos como tomates, ruibarbo o repollo. [ 94 ] No es atacado por el ácido nítrico. [ 95 ]
  12. ↑ Consulte la lista de listas de metaloides para obtener referencias.
  13. ↑ El alambre de aluminio se utiliza en líneas de transmisión eléctrica para la distribución de energía, pero, debido a su baja resistencia a la rotura, se refuerza con un núcleo central de alambre de acero galvanizado . [ 98 ]
  14. ↑ En ausencia de medidas de protección, la electropositividad relativamente alta del aluminio lo hace susceptible a la corrosión galvánica cuando está en contacto físico o eléctrico con otros metales como el cobre o el acero, especialmente cuando se expone a medios salinos, como el agua de mar o las salpicaduras de agua de mar arrastradas por el viento. [ 101 ]
  15. ↑ Charles, Crane y Furness escriben que, «La mayoría de los metales, excepto quizás el plomo y el estaño, pueden alearse para dar resistencias [de fluencia] que se encuentran en los dos tercios superiores del rango de baja resistencia…» [ 130 ]
  16. ↑ El As₂O₃ se considera generalmente anfótero, pero algunas fuentes afirman que es (débilmente)[ 144 ] ácido . Describen sus propiedades "básicas" (su reacción con ácido clorhídrico concentrado para formar tricloruro de arsénico) como alcohólicas, en analogía con la formación de cloruros de alquilo covalentes a partir de alcoholes covalentes (p. ej., R-OH + HCl → RCl + H₂O ) [ 145 ] .
  17. ↑ Es discutible qué metal tiene la conductividad eléctrica más baja, pero el bismuto ciertamente está en el grupo más bajo; Hoffman [ 157 ] se refiere al bismuto como 'un metal pobre, al borde de ser un semiconductor'.
  18. ↑ Bagnall [ 168 ] escribe que la fusión del dióxido de polonio con una mezcla de clorato/hidróxido de potasio produce un sólido azulado que, "...presumiblemente contiene algo de polonato de potasio".
  19. ↑ Bagnall [ 171 ] señaló que los polonuros de tierras raras tienen la mayor estabilidad térmica de cualquier compuesto de polonio.
  20. ↑ Eagleson se refiere al compuesto OH del astato como ácido hipoastático HAtO; [ 181 ] Pimpentel y Spratley dan la fórmula para el ácido hipoastático como HOAt. [ 182 ]
  21. ↑ En el astaturo de hidrógeno se predice que la carga negativa está en el átomo de hidrógeno, [ 185 ] lo que implica que este compuesto debería denominarse hidruro de astato (AtH).
  22. ↑ Greenwood y Earnshaw [ 189 ] se refieren a los metales del subgrupo B como elementos de post-transición: 'El arsénico y el antimonio se clasifican como metaloides o semimetales y el bismuto es un metal típico del subgrupo B (elemento de post-transición) como el estaño y el plomo'.
  23. ↑ Parish identifica el aluminio, junto con el germanio, el antimonio y el bismuto, como un metal en la línea divisoria entre metales y no metales; sugiere que todos estos elementos "probablemente se clasifiquen mejor como metaloides". [ 197 ]
  24. ↑ Pauling, [ 199 ] en cambio, se refiere a los metales fuertes de los Grupos 1 y 2 (que forman compuestos iónicos con 'los no metales fuertes en la esquina superior derecha de la tabla periódica').
  25. ↑ Hawkes, [ 208 ] tratando de abordar la cuestión de qué es un metal pesado, comentó que, 'Ser un metal pesado tiene poco que ver con la densidad, sino más bien con las propiedades químicas'. Observó que, 'Puede significar cosas diferentes para diferentes personas, pero como he usado, escuchado e interpretado el término durante el último medio siglo, se refiere a metales con sulfuros e hidróxidos insolubles, cuyas sales producen soluciones coloreadas en agua, y cuyos complejos suelen ser coloreados'. Continúa señalando que, 'Los metales que he visto denominados metales pesados ​​comprenden un bloque de todos los metales en los Grupos 3 a 16 que están en los períodos 4 y mayores. También se puede decir que son los metales de transición y los metales postransición.
  26. ↑ Sobre el manganeso, Slater dice: «[Es] una excepción muy peculiar y anómala al orden general de los elementos. Es el único metal definido, lejos de los no metales de la tabla, que tiene una estructura complicada». [ 222 ]
  27. ↑ De hecho, tanto el aluminio (660,32) como el germanio (938,25) tienen puntos de fusión superiores a 425 °C.

Fuentes

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