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Lecciones de química
Curso: Lecciones de química > Unidad 9
Lección 3: SólidosSólidos metálicos
Los sólidos metálicos se componen de cationes metálicos que se mantienen unidos por un "mar" de electrones de valencia deslocalizados. Dado que sus electrones son móviles, los sólidos metálicos son buenos conductores de calor y electricidad. Los sólidos metálicos también tienden a ser maleables y dúctiles debido a la capacidad de los núcleos metálicos de pasar unos junto a los otros sin alterar los enlaces. Creado por Sal Khan.
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Transcripción del video
Hablemos un poco sobre los sólidos metálicos.
Y aquí hay un ejemplo de cómo se ve un sólido metálico: tienden a ser brillantes como éste,
algunos dirían lustroso. Algunos de ustedes podrían pensar que tal vez sea algún tipo de
aluminio o plata, pero resulta que esto es sodio, nuestro viejo amigo sodio, que vimos uniéndose
con cloro para formar cloruro de sodio y sodios iónicos; también puede unirse consigo mismo con
enlaces metálicos. Podrían pensar que esto que está aquí es plata o algo así, pero en realidad
resulta que es calcio. Y sé lo que están pensando: ¿no es el calcio un tipo de polvo blanco
calcáreo? Bueno, no, esos son compuestos formados con calcio, como el óxido de calcio. Pero
esto justo aquí es calcio puro, y la razón por la que tiene que estar en este contenedor es porque
es altamente reactivo con el oxígeno, así que no hay oxígeno en el contenedor sino algún tipo de
gas inerte. Pero cuando el calcio sólo se une consigo mismo mediante enlaces metálicos, de los
que hablaremos en un momento, también se ve algo similar, con este aspecto brillante metálico
o lustroso. ¿Y qué creen que es esto? Bueno, esto es algo que estamos acostumbrados a asociar
con metales: esto es oro; pero una vez más pueden ver que tiene esta propiedad brillante. Entonces,
¿qué tienen los metales o los sólidos metálicos que les permiten ser brillantes de esta manera
y tener otras propiedades que estamos a punto de ver? Y para entender esto, sólo tenemos que ver
la tabla periódica de los elementos. Y la mayoría de los elementos de la tabla periódica es en
realidad alguna forma de metal. Tenemos en rojo, justo aquí, este grupo de elementos, sin
incluir hidrógeno, estos son metales alcalinos, y por acá están los metales alcalinotérreos, los
metales de transición, los metales posteriores a la transición, los metaloides. Realmente, sólo
esto que vemos en amarillo y azul no son metales. Entonces, ¿cómo se forman los metales sólidos
cuando sólo tenemos una muestra pura de ellos? Bueno, la idea general es que, por ejemplo,
los metales alcalinos todos tienen 1 electrón de valencia, y para tener una capa externa estable
es mucho más fácil para ellos regalar ese electrón de valencia. Y es por eso que a menudo vemos que
estos elementos participan en enlaces iónicos; se puede minimizar con bastante facilidad, pero si
tenemos una muestra pura de ellos pueden aportar electrones a un mar de electrones, uno cada uno.
Estos metales alcalinotérreos tienen 2 electrones de valencia, también pueden ser ionizados o, si
hay una muestra pura como en el calcio, cada átomo de calcio puede contribuir con 2 electrones de
valencia a un mar de electrones. Y los metales de transición aquí, tienen una capacidad similar
para contribuir con electrones de valencia, y en general podemos ver que los sólidos
metálicos tienen cationes, estos cationes cargados positivamente en un mar de electrones.
Entonces tenemos todos estos electrones aquí. Dibujaré todas estas cargas negativas en las que
se encuentran. ¿De dónde vienen esos electrones? Bueno, si tuviéramos metales alcalinos, cada uno
de esos átomos podría aportar 1 electrón a ese mar, porque realmente no quiere ese electrón
de valencia. Si estamos hablando de metales alcalinotérreos, cada uno podría aportar 2
electrones a ese mar. Ahora que tenemos esta carga positiva en este mar de electrones,
¿qué piensan acerca de las propiedades?, ¿qué tan bueno creen que será esto en la
conducción de electricidad o calor? Y muchos de ustedes podrían adivinar que si vemos un cable,
los cables están hechos de metales, porque son excelentes para conducir electricidad o tienden
a ser excelentes para conducir electricidad, porque tienen todos estos electrones que pueden
moverse. Y si aplicamos un voltaje, comenzarán a moverse y conducirán electricidad. Estos
electrones también pueden ser buenos para conducir energía térmica o calor. Ahora, ya hablamos de que
tienen la propiedad de ser brillantes y lustrosos, ¿pero qué tan fácil sería doblarlos? Hablamos
antes de sólidos iónicos, mencionamos que pueden ser fuertes pero quebradizos, tan pronto
como tratamos de cambiarlos un poco se pueden romper. Pero, ¿qué creen que va a pasar aquí
si empujo muy fuertemente esta parte superior hacia la izquierda? ¿Creen que esto se quebrará o
creen que será maleable o fácil de doblar? Bueno, si tenemos un sólido metálico puro, en realidad
será bastante maleable; si sólo tomo esta parte superior y la empujo hacia la izquierda de esta
manera no pasa nada, tenemos esos cationes que todavía están en ese mar de electrones. Y esto
generalmente se cumple para los sólidos metálicos, son muy maleables, no son quebradizos; de hecho,
tanto es así que muchas veces queremos que sean un poco más rígidos, queremos que sean un poco más
duros. Y es por eso que hacemos cosas como agregar otros elementos al sólido metálico. Por ejemplo,
el hierro puro es razonablemente maleable, pero si queremos hacerlo más fuerte podemos
pegar átomos de carbono en el medio, por ejemplo: podría poner un átomo de carbono allí, un átomo de
carbono allá, y de esa manera interrumpir un poco el mar de electrones para que no sea tan maleable,
será más fuerte y más rígido. Por el momento dejamos aquí el tema. Esto es sólo una extensión
de lo que ya hemos aprendido sobre metales y enlaces metálicos, para que se den cuenta de
por qué la mayoría de los elementos de la tabla periódica que nos son familiares tienen algunas de
estas propiedades cuando están como sólidos puros.