Metais, não metais e metalóides: características e diferenças - Ciência - 2023

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o metais, não metais e metaloides Eles são as três divisões nas quais todos os elementos químicos da tabela periódica podem ser classificados. Os elementos que pertencem a cada uma dessas divisões compartilham um conjunto de características ou propriedades físicas e químicas que os diferenciam dos demais elementos.

A imagem abaixo mostra uma tabela periódica mostrando a localização de elementos metálicos, não metálicos e metalóides. Observe que os metalóides possuem apenas sete elementos, enquanto a grande maioria corresponde a elementos metálicos. Por outro lado, os não metais, com exceção do hidrogênio, estão posicionados na extrema direita da tabela.

Os metais (sódio, potássio, cobre, ouro, etc.) têm características, em princípio, muito diferentes das dos não metais (cloro, carbono, enxofre, oxigênio, etc.). No entanto, os metalóides (boro, silício, germânio, arsênico, etc.) consistem em uma ligeira fusão de ambos os mundos, construindo a fronteira entre metais e não metais.

Assim, os metalóides têm características metálicas e não metálicas. Entre essas divisões químicas, temos dezenas de anomalias, por exemplo, o estado líquido do mercúrio, que se devem à estrutura de seus átomos.

	Metais	Sem metais	Metalóides ou semimetais
Características físicas	Brilhante, prateado, dúctil, denso, poroso, opaco.	Estados físicos variáveis, principalmente gasosos.	Mistura de características entre metais e não metais.
Características químicas	Eles perdem elétrons facilmente.	Eles ganham elétrons facilmente, exceto gases.	Anfotéricos, maus agentes oxidantes e maus agentes redutores. Baixa condutividade térmica.
Exemplos	Ouro, cobre, prata, gálio, césio, mercúrio.	Enxofre, carbono, fósforo, nitrogênio, hidrogênio.

Características dos metais

Fisica

Os metais são geralmente sólidos com brilho prateado, maleáveis, dúcteis, densos, duros e opacos. No entanto, alguns, como ouro, cobre, mercúrio, césio e ósmio, têm colorações distintas, sendo as duas primeiras as mais proeminentes. Também temos metais frágeis, como manganês e bismuto; ou macios, como o sódio, que podem até ser fatiados com uma faca.

Os metais são excelentes condutores de calor e eletricidade, têm altos pontos de fusão e ebulição e formam estruturas cristalinas compactadas. Por outro lado, esses elementos têm a capacidade extraordinária de se misturar para produzir soluções sólidas chamadas ligas.

Embora tendam a ser sólidos, existem metais que são líquidos em temperaturas moderadas, como mercúrio, gálio e césio.

Químico

Os metais são espécies que liberam elétrons facilmente. Portanto, é normal que originem cátions, oxidando em inúmeras reações químicas.

Suas baixas energias de ionização, estas são as energias necessárias para retirar um elétron de seus volumosos átomos na fase gasosa, assim como suas baixas eletronegatividades, estão relacionadas à sua tendência natural à oxidação.

Ao doar elétrons, eles geralmente estão presentes em seus compostos derivados como cátions, conseqüentemente um forte caráter iônico prevalece em suas ligações químicas. Tais compostos são caracterizados, principalmente óxidos metálicos, por sua basicidade, liberando íons OH^– em soluções aquosas.

Por exemplo, óxido de sódio, Na₂Ou, ele se dissolve em água para formar íons OH^–, produto do NaOH resultante:

N / D₂O (s) + H₂O (l) → 2 NaOH (aq)

Da mesma forma, os óxidos de metal reagem com ácidos para formar sais e água:

NiO (s) + H₂SW₄(aq) → NiSO₄(aq) + H₂O (l)

Os números de oxidação de metais são geralmente positivos e geralmente têm valores que variam de +1 (Na⁺) e +3 (Al³⁺, Ga³⁺, Fé³⁺); no entanto, titânio e zircônio têm números de oxidação de +4, Ti⁴⁺ e Zr⁴⁺, respectivamente. Alguns podem ser muito positivos (Mn⁷⁺, Os⁸⁺ e ir⁹⁺).

Características de não metais

Fisica

Os não-metais têm estados físicos mais variáveis, embora a maioria seja gasosa. Entre os sólidos temos enxofre, carbono (carvão ou diamante), fósforo, selênio e iodo. O bromo é o único não-metal que existe como um líquido marrom-avermelhado. Enquanto isso, flúor, cloro, nitrogênio, oxigênio, hidrogênio, hélio, argônio, etc., são elementos gasosos.

Os não metais são, em condições normais, maus condutores de calor e eletricidade. Eles não são muito densos e seus sólidos são geralmente quebradiços.

Ao contrário dos metais e suas cores prateadas, os não-metais tendem a ser incolores e esmaecidos, mas existem o amarelo (enxofre), o verde (cloro), o roxo (iodo), o vermelho e o branco (fósforo).

Químico

Não-metais são espécies que ganham elétrons facilmente, com exceção dos gases nobres devido à falta de reatividade. Portanto, eles tendem a formar ânions e se combinam com cátions metálicos para formar um conglomerado de sais e compostos cerâmicos (haletos, cloretos, iodetos, sulfetos, fosfetos, nitretos, etc.).

Os metais, quando combinados entre si, dão origem a ligas, ligadas internamente pela ligação metálica. Os não-metais, por outro lado, originam compostos covalentes (moléculas) por meio da formação de ligações covalentes; isto é, eles exibem um compartilhamento relativamente igual de elétrons de ligação.

Os não metais geralmente produzem compostos ácidos, que quando dissolvidos em água liberam íons H₃OU⁺. Por exemplo, o CO₂, um óxido ácido, reage com água para formar ácido carbônico, H₂CO₃:

CO₂(g) + H₂O (l) → H₂CO₃(aq)

Os não metais têm alta eletronegatividade, sendo o flúor o elemento mais eletronegativo de todos. Da mesma forma, são caracterizados por suas altas energias de ionização, uma vez que é difícil remover elétrons de seus pequenos átomos gasosos.

Sua facilidade em ganhar ou aceitar elétrons os torna bons agentes oxidantes.No entanto, eles também podem perder elétrons, mostrando ambos os números de oxidação positivos (S⁴⁺, N⁵⁺, OR²⁺, H⁺) como negativos (F^–, OR^2-, H^–).

Características de metalóides ou semimetais

Os metalóides apresentam uma mistura de características físicas e químicas de metais e não metais. Eles são todos sólidos brancos e prateados ligeiramente densos, semicondutores, quebradiços, capazes de se ligarem a alguns metais e derreter ou ferver em temperaturas muito altas. Fisicamente, os metalóides parecem metais, mas quimicamente eles se comportam como não metais.

Os elementos metalóides ou não metálicos são antimônio, polônio, telúrio, arsênio, germânio, silício e boro.

Seus compostos tendem a ser anfotéricos, por isso reagem com ácidos e bases. Além disso, os metalóides não são bons agentes oxidantes, nem são bons agentes redutores. Suas condutividades térmicas não são muito altas, exceto para o silício. E com respeito às suas condutividades elétricas, as do arsênio e do antimônio são bastante semelhantes às de outros metais.

Podem formar sais e compostos iônicos, bem como moléculas ou compostos covalentes, que se caracterizam por serem voláteis ou poliméricos. Em palavras vagas: os metalóides constituem os materiais ou compostos químicos mais incomuns e extraordinários, como superácidos, sílica, cerâmica, vidro, semicondutores e ligas.

Existem aqueles que consideram os metalóides como parte dos metais pós-transição, e outros que afirmam que eles devem ser tratados como elementos não metálicos.

Referências

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Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
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