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Metal

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Para otros usos de este término, véase Metal (desambiguación).
Archivo:Forja.jpg

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.

El concepto de metal refiere tanto a elementos puros, por ejemplo aluminio, así como aleaciones con características metálicas. Ejemplos comunes de metales no elementales son el acero y el bronce. Los metales elementales 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 a los no metales tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización.

Los metales tienen ciertas propiedades físicas características: son sólidos a condiciones ambientales normales (a excepción del mercurio y del galio), son del color grisáceo (a excepción del oro y del cobre), 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).

Estas propiedades se deben al hecho de que los electrones exteriores están ligados sólo ligeramente a los átomos, formando una especie de mar (también conocido como mar de Drude) que los baña a todos (véase Semiconductor), que se conoce como Enlace metálico.

Los metales pueden formar aleaciones entre sí y se clasifican en:

  • Ultraligeros: Densidad en g/cm³ inferior a 2. Los más comunes de este tipo son el magnesio y el berilio.
  • Ligeros: Densidad en g/cm³ inferior a 4,5. Los más comunes de este tipo son el aluminio y el titanio.
  • Pesados: Densidad en g/cm³ superior a 4,5. Son la mayoría de los metales.
  • Consúltese también la clasificación de los metales en la tabla periódica.


Usos en la industria Editar

Archivo:GoldNuggetUSGOV.jpg

Metales que están destinados a un uso especial, como el antimonio, el cadmio o el litio. Los pigmentos amarillos y anaranjados del cadmio son muy buscados por su gran estabilidad, como protección contra la corrosión, para las soldaduras y las aleaciones correspondientes y en la fabricación de baterías de níquel y cadmio, consideradas excelentes por la seguridad de su funcionamiento. También se le utiliza como estabilizador en los materiales plásticos (PVC) y como aleación para mejorar las características mecánicas del alambre de cobre. Su producción se lleva a cabo en el momento de la refinación de zinc, con el que esta ligado, se trata de un contaminante peligroso. El litio, metal ligero, se emplea principalmente en la cerámica y en los cristales, como catalizador de polimerización y como lubricante, así como también en la electrolisis para la obtención del aluminio. También se emplea para soldar, en las pilas y en las baterías para relojes, en medicina (tratamiento para los maníaco-depresivos) y en química.

  • El níquel, a causa de su elevada resistencia a la corrosión, sirve para «niquelar» los objetos metálicos, con el fin de protegerlos de la oxidación y de darles un brillo inalterable en la intemperie.
  • El hierro blanco es en realidad una lamina de acero dulce que recibe un baño de cloruro de zinc fundido, y a la que se da después un revestimiento especial de estaño.

Historia Editar

Los primeros metales usados,hacia el año 4000 a.C. fueron el oro, la plata, el cobre y, posiblemente, el estaño. Aunque al principio sólo se sabían usar si se encontraban en estado metálico puro (en forma de elementos nativos), poco a poco se fue desarrollando la tecnología necesaria para obtenerlos a partir de sus minerales, calentándolos en un horno en presencia de carbón de madera.

El primer gran avance se produjo con el descubrimiento del bronce, fruto de la utilización de mineral de cobre con incursiones de estaño. Entre el 3500 a.C. y el 2000 a.C., la Edad de Bronce fue sustituyendo a la Edad de Piedra.

Otro hito importante en la historia fue el descubrimiento del hierro, hacia el 1400 a.C. Los hititas y los dorios, fueron los primeros en usarlo en espadas, y las civilizaciones que todavía estaban en la Edad de Bronce, como los egipcios o los aqueos, pagaron caro su atraso tecnológico.

No obstante, en la antigüedad no se alcanzaba la temperatura necesaria para fundir el hierro, por lo que se obtenía un metal basto que había de ser moldeado a martillazos. Hacia el año 1400 d.C. se empezaron a utilizar los hornos provistos de fuelle, que permiten alcanzar la temperatura de fusión del hierro, unos 1.535ºC.

Aunque no esté reconocido en la mayoría de los libros de historia, la Edad de Hierro acabó cuando Henry Bessemer descubrió una nueva manera de producir acero en cantidades industriales y con un coste razonable. Tras numerosos intentos fallidos, dio con un diseño de altos hornos y, a partir de entonces, los edificios y los puentes mejoraron sus estructuras y el hierro pasó a un segundo plano.

Poco después aparecieron el aluminio y el magnesio, que permitieron desarrollar aleaciones mucho más ligeras y resistentes, que se están usando mucho en aviación, transporte terrestre y herramientas portátiles. El titanio, que 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 definitivamente.

Obtención Editar

Algunos metales se encuentran en forma de elementos nativos, como el oro, la plata y el cobre, aunque no es el estado más usual.

Muchos metales se encuentran en forma de óxidos. El oxígeno, al estar presente en grandes cantidades en la atmósfera, se combina muy fácilmente con los metales, que son elementos reductores, formando compuestos como la bauxita (Al2O3) y la limonita (Fe2O3).

Los sulfuros constituyen el tipo de mena metálica más frecuente. En este grupo destacan el sulfuro de cobre (I), Cu2S, el sulfuro de mercurio (II), HgS, el sulfuro plumboso, PbS yel sulfuro de bismuto (III), Bi2S3.

Los metales alcalinos, además del berilio y el magnesio, se suelen extraer a partir de los cloruros depositados debido a la evaporación de mares y lagos, aunque también se extrae del agua del mar. El ejemplo más característico es el cloruro sódico o sal común, NaCl.

Algunos metales alcalino-térreos, el calcio, el estroncio y el bario, se obtienen a partir de los carbonatos insolubles en los que están insertos.

Por último, los lantánidos y actínidos se suelen obtener a partir de los fosfatos, que son unas sales en las que pueden estar incluidos.

Véase también Editar

Enlaces externos Editar

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