PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS

PROPIEDADES FISÌCAS Y QUIMÌCAS

Los elementos pueden clasificarse de manera general en: metales y no metales. La mayoría de los elementos son metales, algunos se encuentran en las sustancias más diversas y útiles.

En épocas antiguas se conocieron siete metales: oro, cobre, plata, mercurio, estaño, hierro y plomo. Asimismo, nombres y símbolos estaban relacionados con los astros: el Sol con el oro, la Luna con la plata, Venus con el cobre, etcétera.

Aproximadamente tres cuartas partes de los elementos son metálicos y –aun cuando sus propiedades químicas y físicas son diversas y variadas poseen muchas características comunes, tanto en su estado elemental como en sus compuestos.

CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS METALES

• Su estado físico es sólido a excepción del mercurio que es líquido.

• Presentan un brillo característico en su superficie (brillo metálico).

• Son dúctiles (se les puede transformar en alambres) y maleables (se pueden transformar en láminas).

• Son buenos conductores del calor y la electricidad.

• Son tenaces (la mayoría de ellos se resisten a la ruptura).

• Su densidad es elevada si se compara con las de los no metales.

• Se pueden hacer aleaciones (fundir y mezclar dos o más metales).

A continuación se presentan una serie de elementos metálicos de la tabla periódica con sus principales características y propiedades físicas.

Cobre (Cu) propiedades y características físicas

• Metal de color rojizo, sólido.

• Dúctil y maleable.

• Tenaz.

• Después del oro y la plata es el que conduce mejor calor y electricidad.

• Su densidad es de 8.90 g/cm3.

• Sus principales aleaciones son: latón (67% cobre y 33% zinc). Latón blanco (más de 50% de zinc con cobre). Plata nueva (Cu, Zn y Ni). Constatan (Cu y Ni) y bronce (cobre y estaño).

Plata (Ag) propiedades y características físicas

• Metal blanco puro, sólido.

• Tenaz.

• Muy dúctil y muy maleable.

• Su densidad es de 10.5 g/cm3.

• Segundo conductor del calor y la electricidad.

• Sus principales aleaciones son: con plomo, oro y cobre forma aleaciones en toda proporción. Con el cobre las más usuales son: en monedas (335 y 900 partes de plata, por 165 y 100 de cobre). En orfebrería (800 a 950 milésimas de plata).

CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS METALES

1. Su molécula está formada por un átomo.

2. Sus átomos tienen 1, 2 o 3 electrones que pueden participar en un enlace químico.

3. Al ionizarse (proceso para producir iones; átomos con carga eléctrica) adquieren carga eléctrica positiva.

A continuación se presentan los elementos metálicos de la tabla periódica con sus principales características y propiedades químicas.

Metales de la familia 2 de los alcalinotérreos (elementos representativos)

Magnesio (Mg) propiedades químicas esenciales

• Al quemarse se obtiene una llama muy brillante (se produce óxido de magnesio).

• Arde también en presencia del vapor de agua, óxido de carbono, anhídrido carbónico, cloro, bromo, azufre y yodo combinándose.

Calcio (Ca) propiedades químicas esenciales

• En presencia del oxígeno forma óxido de calio.

• Las sales de calcio dan a la flama una coloración anaranjada.

CARACTERISTICAS DE LOS METALES

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 policroísmo.

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 a romperse al recibir fuerzas bruscas (golpes, etc.)

Resistencia mecánica: capacidad para resistir esfuerzo de tracción, comprensión, 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).

VAPORES DE PLOMO Y MERCURIO (Efectos en la Salud)

PLOMO

ELEMENTO QUÍMICO, PB, NÚMERO ATÓMICO 82 Y PESO ATÓMICO 207.19. EL PLOMO ES UN METAL PESADO (DENSIDAD RELATIVA, O GRAVEDAD ESPECÍFICA, DE 11.4 S 16ºC (61ºF)), DE COLOR AZULOSO, QUE SE EMPAÑA PARA ADQUIRIR UN COLOR GRIS MATE. ES FLEXIBLE, INELÁSTICO, SE FUNDE CON FACILIDAD, SE FUNDE A 327.4ºC (621.3ºF) Y HIERVE A 1725ºC (3164ºF). LAS VALENCIAS QUÍMICAS NORMALES SON 2 Y 4. ES RELATIVAMENTE RESISTENTE AL ATAQUE DE LOS ÁCIDOS SULFÚRICO Y CLORHÍDRICO. PERO SE DISUELVE CON LENTITUD EN ÁCIDO NÍTRICO. EL PLOMO ES ANFÓTERO, YA QUE FORMA SALES DE PLOMO DE LOS ÁCIDOS, ASÍ COMO SALES METÁLICAS DEL ÁCIDO PLÚMBICO. EL PLOMO FORMA MUCHAS SALES, ÓXIDOS Y COMPUESTOS ORGANOMETÁLICOS.

INDUSTRIALMENTE, SUS COMPUESTOS MÁS IMPORTANTES SON LOS ÓXIDOS DE PLOMO Y EL TETRAETILO DE PLOMO. EL PLOMO FORMA ALEACIONES CON MUCHOS METALES Y, EN GENERAL, SE EMPLEA EN ESTA FORMA EN LA MAYOR PARTE DE SUS APLICACIONES. TODAS LAS ALEACIONES FORMADAS CON ESTAÑO, COBRE, ARSÉNICO, ANTIMONIO, BISMUTO, CADMIO Y SODIO TIENEN IMPORTANCIA INDUSTRIAL.

LOS COMPUESTOS DEL PLOMO SON TÓXICOS Y HAN PRODUCIDO ENVENENAMIENTO DE TRABAJADORES POR SU USO INADECUADO Y POR UNA EXPOSICIÓN EXCESIVA A LOS MISMOS. SIN EMBARGO, EN LA ACTUALIDAD EL ENVENENAMIENTO POR PLOMO ES RARO EN VIRTUD E LA APLICACIÓN INDUSTRIAL DE CONTROLES MODERNOS, TANTO DE HIGIENE COMO RELACIONADOS CON LA INGENIERÍA. EL MAYOR PELIGRO PROVIENE DE LA INHALACIÓN DE VAPOR O DE POLVO. EN EL CASO DE LOS COMPUESTOS ORGANOPLÚMBICOS, LA ABSORCIÓN A TRAVÉS DE LA PIEL PUEDE LLEGAR A SER SIGNIFICATIVA. ALGUNOS DE LOS SÍNTOMAS DE ENVENENAMIENTO POR PLOMO SON DOLORES DE CABEZA, VÉRTIGO E INSOMNIO. EN LOS CASOS AGUDOS, POR LO COMÚN SE PRESENTA ESTUPOR, EL CUAL PROGRESA HASTA EL COMA Y TERMINA EN LA MUERTE. EL CONTROL MÉDICO DE LOS EMPLEADOS QUE SE ENCUENTREN RELACIONADOS CON EL USO DE PLOMO COMPRENDE PRUEBAS CLÍNICAS DE LOS NIVELES DE ESTE ELEMENTO EN LA SANGRE Y EN LA ORINA. CON UN CONTROL DE ESTE TIPO Y LA APLICACIÓN APROPIADA DE CONTROL DE INGENIERÍA, EL ENVENENAMIENTO INDUSTRIAL CAUSADO POR EL PLOMO PUEDE EVITARSE POR COMPLETO.

EL PLOMO RARA VEZ SE ENCUENTRA EN SU ESTADO ELEMENTAL, EL MINERAL MÁS COMÚN ES EL SULFURO, LA GALEANA, LOS OTROS MINERALES DE IMPORTANCIA COMERCIAL SON EL CARBONATO, CERUSITA, Y EL SULFATO, ANGLESITA, QUE SON MUCHO MÁS RAROS. TAMBIÉN SE ENCUENTRA PLOMO EN VARIOS MINERALES DE URANIO Y DE TORIO, YA QUE PROVIENE DIRECTAMENTE DE LA DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA (DECAIMIENTO RADIACTIVO). LOS MINERALES COMERCIALES PUEDEN CONTENER TAN POCO PLOMO COMO EL 3%, PERO LO MÁS COMÚN ES UN CONTENIDO DE POCO MÁS O MENOS EL 10%. LOS MINERALES SE CONCENTRAN HASTA ALCANZAR UN CONTENIDO DE PLOMO DE 40% O MÁS ANTES DE FUNDIRSE.

EL USO MÁS AMPLIO DEL PLOMO, COMO TAL, SE ENCUENTRA EN LA FABRICACIÓN DE ACUMULADORES. OTRAS APLICACIONES IMPORTANTES SON LA FABRICACIÓN DE TETRAETILPLOMO, FORROS PARA CABLES, ELEMENTOS DE CONSTRUCCIÓN, PIGMENTOS, SOLDADURA SUAVE Y MUNICIONES.

SE ESTÁN DESARROLLANDO COMPUESTOS ORGANOPLÚMBICOS PARA APLICACIONES COMO SON LA DE CATALIZADORES EN LA FABRICACIÓN DE ESPUMA DE POLIURETANO, TÓXICOS PARA LAS PINTURAS NAVALES CON EL FIN DE INHIBIR LA INCRUSTACIÓN EN LOS CASCOS, AGENTES BIOCIDAS CONTRA LAS BACTERIAS GRAMPOSITIVAS, PROTECCIÓN DE LA MADERA CONTRA EL ATAQUE DE LOS BARRENILLOS Y HONGOS MARINOS, PRESERVADORES PARA EL ALGODÓN CONTRA LA DESCOMPOSICIÓN Y EL MOHO, AGENTES MOLUSQUICIDAS, AGENTES ANTIHELMÍNTICOS, AGENTES REDUCTORES DEL DESGASTE EN LOS LUBRICANTES E INHIBIDORES DE LA CORROSIÓN PARA EL ACERO.

MERCED A SU EXCELENTE RESISTENCIA A LA CORROSIÓN, EL PLOMO ENCUENTRA UN AMPLIO USO EN LA CONSTRUCCIÓN, EN PARTICULAR EN LA INDUSTRIA QUÍMICA. ES RESISTENTE AL ATAQUE POR PARTE DE MUCHOS ÁCIDOS, PORQUE FORMA SU PROPIO REVESTIMIENTO PROTECTOR DE ÓXIDO. COMO CONSECUENCIA DE ESTA CARACTERÍSTICA VENTAJOSA, EL PLOMO SE UTILIZA MUCHO EN LA FABRICACIÓN Y EL MANEJO DEL ÁCIDO SULFÚRICO.

DURANTE MUCHO TIEMPO SE HA EMPLEADO EL PLOMO COMO PANTALLA PROTECTORA PARA LAS MÁQUINAS DE RAYOS X. EN VIRTUD DE LAS APLICACIONES CADA VEZ MÁS AMPLIAS DE LA ENERGÍA ATÓMICA, SE HAN VUELTO CADA VEZ MÁS IMPORTANTES LAS APLICACIONES DEL PLOMO COMO BLINDAJE CONTRA LA RADIACIÓN.

SU UTILIZACIÓN COMO FORRO PARA CABLES DE TELÉFONO Y DE TELEVISIÓN SIGUE SIENDO UNA FORMA DE EMPLEO ADECUADA PARA EL PLOMO. LA DUCTILIDAD ÚNICA DEL PLOMO LO HACE PARTICULARMENTE APROPIADO PARA ESTA APLICACIÓN, PORQUE PUEDE ESTIRARSE PARA FORMAR UN FORRO CONTINUO ALREDEDOR DE LOS CONDUCTORES INTERNOS.

EL USO DEL PLOMO EN PIGMENTOS HA SIDO MUY IMPORTANTE, PERO ESTÁ DECRECIENDO EN VOLUMEN. EL PIGMENTO QUE SE UTILIZA MÁS, EN QUE INTERVIENE ESTE ELEMENTO, ES EL BLANCO DE PLOMO 2PBCO3.PB(OH)2; OTROS PIGMENTOS IMPORTANTES SON EL SULFATO BÁSICO DE PLOMO Y LOS CROMATOS DE PLOMO.

SE UTILIZAN UNA GRAN VARIEDAD E COMPUESTOS DE PLOMO, COMO LOS SILICATOS, LOS CARBONATOS Y SALES DE ÁCIDOS ORGÁNICOS, COMO ESTABILIZADORES

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