METALES ACTIVOS Definición Se define metal activo como aquel que presenta baja energía de ionización, es decir, aquel aquel meta metall que tien tiende de a perde perderr elect electro rone ness fáci fácilm lment entee para para form formar ar cati cation ones es1. Este Este comportamiento se debe a la disposición de sus electrones de valencia y provoca que los metales activos reaccionen más fuerte y rápidamente que otros elementos.
Los metales activos se sitúan en el grupo IA o grupo 1! de la tabla periódica, la primera columna en el lado i"quierdo, grupo uc!o "s conocido coo eta#es a#ca#inos. Estos son#
Litio Li!
$odio %a!
&otasio '!
(ubidio (b!
)esio )s!
*rancio *r!
El +idrógeno está en el puesto superior del grupo IA pero no se considera un eta# acti$o, aunque comparta muc+as muc+ as caractersticas con ellos.
El grup grupo o IA y grupo grupo IIA IIA de la tabl tablaa peri periód ódic icaa met metal ales es alca alcali lino noss y alcal alcalin inotot-rr rreo eoss respectivamente! forman los conocidos como metales reactivos, al ser los metales más frecuentee &ue se !ab#e !ab#e de eta#e eta#ess acti$o acti$oss % eta#e eta#ess reacti reactivos vos de todos, todos, y es u% frecuent reacti$os de fora indistinta para referirse a ambos grupos. Los elementos del grupo IA, al que generalmente se refiere de forma especfica como metales activos, tienen un sólo electrón en su orbital más eterno un sólo electrón de valencia! con una configuración de# tipo ns'# Li
/0e 2 s1
(b
/'r 3 s1
)a
/%e 4 s1
Cs
/5e 6 s1
*
/Ar 7 s1
+r
/(n 8 s1
9ada la ba:a afinidad electrónica de estos elementos y su ba:a energa de ioni"ación, tienden a ceder este e#ectrón r"pidaente forando un catión onopositi$o tipo ;0 ? y 0<= el >0 ? :unto al %a< forma +idróido sódico conocido como sosa cáustica! que queda en disolución= el 0< por su parte forma +idrógeno gaseoso 02! aceptando los electrones cedidos por el sodio#
A medida que se desciende por el grupo IA, la reactividad va siendo menor. El Litio, por tanto, es el metal activo con mayor reactividad. La alta reactividad +ace que sea u% difíci# encontrar eta#es acti$os en estado puro en un abiente natura# ya que reaccionan fácilmente con agua, ogeno y otras sustancias del aire para formar otros compuestos. Esta caracterstica obliga a los cientficos que traba:an con estos elementos a guardarlos en condiciones estrictamente controladas y aislados con alguna sustancia inerte para ellos. Es +abitual que como aislante se utilice algún tipo de sustancia oleosa, generalmente aceites minerales, que impida el paso de ogeno y vapor de agua del aire. La alta reactividad de los metales activos los +ace peligrosos en su mane:o pero tambi-n los +ace muy útiles. Los metales activos se utili"an en reacciones qumicas controladas para la fabricación de una amplia variedad de productos que podemos encontrar en nuestra vida cotidiana. &or e:emplo, el Litio se utili"a en la fabricación de bateras, conocidas como bateras Li@ion un tipo de batera o pila seca!, de amplio uso en gadgets y tecnologa personal.
,rupo 'A- #os eta#es a#ca#inos
Los metales alcalinos son sólidos metálicos blandos. odos tienen propiedades metálicas caractersticas como un lustre metálico plateado y alta conductividad t-rmica y el-ctrica. El nombre alcalino proviene de una palabra árabe que significa ceni"as. Los primeros qumicos aislaron muc+os compuestos de sodio y potasio, dos metales alcalinos, de las ceni"as de la madera. El sodio y el potasio se cuentan entre los elementos más abundantes de la corte"a terrestre, en el agua de mar y en los sistemas biológicos. odos tenemos iones sodio en el cuerpo, pero si los ingerimos en eceso, nuestra presión arterial podra elevarse. El potasio tambi-n es ubicuo en nuestro cuerpo# una persona de 88 Bg contiene unos 14C g de potasio, como ion '<, en sus fluidos intracelulares. Las plantas requieren potasio para crecer y desarrollarse. El +idrogeno no es metal, ya que este es un gas. odos tienen un solo electrón en su nivel energ-tico más eterno, con tendencia a perderlo esto es debido a que tienen poca afinidad electrónica, y ba:a energa de ioni"ación!, con lo que forman un ion monopositivo, ;<. Los alcalinos son los del grupo 1 y la configuración
electrónica del grupo es nsD. &or ello se dice que se encuentran en la "ona s de la tabla periódica. Estos metales son# Litio Li!, $odio %a!, &otasio '!, (ubidio (b!, )esio )s! y *rancio *r!. Los metales alcalinos se obtienen por electrolisis de sales fundidas. E:# ;-todo 9oFns para la obtención de sodio a partir de la +alita sal gema, cloruro sódico! 2%a<l! <2)l@l! GH 2%as! <)l2g!
E# #itio se utili"a para la sntesis de aluminios de gran resistencia, para esmaltar cerámica, para producir vidrios y como componente de lubricantes y pilas tiene un gran potencial reductor!. En bioqumica es un componente del te:ido nervioso y su carencia produce trastornos psiquiátricos, como la depresión bipolar. E# sodio se utili"a en la industria tetil, pues sus sales son blanqueantes. Es componente de algunas gasolinas, :abones como la sosa cáustica!, lámparas de vapor de sodio que producen una lu" amarilla intensa! y puede emplearse como refrigerante en reactores nucleares. A pesar de ser tóico al ingerirlo es un componente fundamental de las c-lulas. La bomba de sodio@potasio es responsable +asta cierto punto de la ósmosis E# potasio se utili"a para producir :abones, vidrios y fertili"antes. Es vital para la transmisión del impulso nervioso
E# rubidio se utili"a para eliminar gases en sistemas de vac o.
E# cesio es el principal componente de c-lulas fotoel-ctricas.
E# francio- %o +ay aplicaciones comerciales para el francio debido a su escase" y a su inestabilidad con una gran efectividad anticorrosiva estos pueden encontrarse en la tabla periódica.
Los metales alcalinos eisten en la naturale"a únicamente como compuestos. Los metales se combinan directamente con la mayor parte de los no metales. &or e:emplo, reaccionan con +idrógeno para formar +idruros, y con a"ufre para formar sulfuros# 2;s! < 02g! 2;0s! 2;s! < $s!
;2$s!
En los +idruros de metales alcalinos Li0, %a0, etc.! el +idrógeno está presente como 0@, llamado ion +idruro. El ion +idruro es distinto del ion +idrógeno, 0<, que se forma cuando un átomo de +idrógeno pierde su electrón.
Los metales alcalinos reaccionan vigorosamente con el agua para producir +idrógeno gaseoso y soluciones de +idróidos de metales alcalinos# 2;s! < 202>l! 2;>0ac! < 02g! Estas reacciones son muy eot-rmicas. En muc+os casos, se genera suficiente calor para encender el 02 y producir fuego o una eplosión. Esta reacción es más violenta con los miembros más pesados del grupo, lo que es congruente con la menor fuer"a con que retienen su único electrón de capa eterior. Las reacciones entre los metales alcalinos y el ogeno son comple:as. )uando el ogeno reacciona con metales, suelen formarse óidos metálicos que contienen el ion >2@. Efectivamente, el litio reacciona de esta manera para formar óido de litio, Li2>. 7Lis! < >2g! 2Li2>s! En cambio, todos los demás metales alcalinos reaccionan con ogeno para formar peróidos metálicos, que contienen el ion >22@. &or e:emplo, el sodio forma peróido de sodio, %a2>2# 2%as! < >2s! %a2>2s! )uriosamente, el potasio, el rubidio y el cesio tambi-n forman compuestos ;>2 que contienen el ion >2@, llamado superóido. &or e:emplo, el potasio forma el superóido de potasio, '>2# 's! < >2g!
'>2s!
Aunque los iones de metales alcalinos son incoloros, emiten colores caractersticos cuando se les coloca en una flama. Los iones de metales alcalinos se reducen a átomos metálicos gaseosos en la región central de la flama. La elevada temperatura de la flama ecita electrónicamente al electrón de valencia. Luego, el átomo emite energa en forma de lu" visible al regresar al estado basal. El sodio produce una flama amarilla por la emisión a 3J nm. Esta longitud de onda se produce cuando el electrón de valencia en estado ecitado cae de la subcapa 4p a la subcapa 4s, de menor energa. La emisión amarilla caracterstica del sodio se aprovec+a en las lámparas de vapor de sodio
.ropiedades % Características de #os eta#es a#ca#inos
Los metales alcalinos son aquellos que están situados en la primera columna de la tabla
periódica. $on siete y se llaman# 0idrógeno, Litio, $odio, &otasio, (ubidio )esio y *rancio. Empecemos por las propiedades generales#
Al reaccionar con agua, estos metales forman +idróidos.
$on metales blandos.
Al cortarlos o fundirlos se observa su color plateado y su brillo metálico.
Los metales alcalinos son de ba:a densidad.
$on blanco@plateados, con puntos de fusión ba:os
debido a las fuer"as de enlace d-biles que unen sus átomos! que decrecen según se desciende en el grupo y blandos, siendo el litio el más duro. Estos metales son los más reactivos qumicamente, por ello, esta clase de metales no se encuentran en estado libre en la naturale"a, sino en forma de compuestos, generalmente sales.
$u configuración electrónica muestra un electrón en su capa de valencia
$on muy electropositivos# ba:a energa de ioni"ación. &or tanto, pierden este electrón fácilmente número de oidación <1! y se unen mediante enlace iónico con otros elementos.
En estado sólido forman redes cúbicas
)omo el resto de los metales, los metales alcalinos son maleables, dúctiles y buenos conductores del calor y la electricidad.
&resentan efecto fotoel-ctrico con radiación de ba:a energa, siendo más fácil de ioni"ar el cesio. La reactividad aumenta +acia aba:o, siendo el cesio y el francio los más reactivos del grupo.
Los metales alcalinos se recubren rápidamente de una capa de +idróido en contacto con el aire y reaccionan violentamente en contacto con el agua, liberando +idrógeno que, debido al calor desprendido, arde con rubidio y cesio la reacción es eplosiva, ya que al ser más densos que el agua, la reacción la producen en el fondo y el +idrógeno formado arde produciendo una onda de c+oque que puede romper el recipiente!.
ambi-n reaccionan con el vapor de agua del aire o con la +umedad de la piel.
$on reductores poderosos, sus óidos son básicos as como sus +idróidos. (eaccionan directamente con los +alógenos, el +idrógeno, el a"ufre y el fósforo originando los +aluros, +idruros, sulfuros y fosfuros correspondientes.
)asi todas las sales son solubles en agua, siendo menos solubles las de litio.
$e emplean como refrigerantes lquidos en centrales nucleares litio, sodio, potasio! y como conductores de corriente dentro de un revestimiento plástico.
$us compuestos tienen un gran número de aplicaciones.
odos ellos son metales ecepto el +idrógeno que es un no metal.
odos ellos tienen como número de oidación <1, ecepto el +idrógeno que tiene <1
y @1.
Litio-
Es el tercer elemento de la tabla, está situado deba:o del +idrógeno, en la primera columna y en el segundo periodo. $e representa con Li. Al igual que todos los metales alcalinos su número de oidación es <1. El Litio tiene 4 electrones en su corte"a, dos en la primera capa y uno en la segunda. $u masa atómica es de 6,J.$e descubrió en 118. Es el metal sólido más ligero que se conoce, blando con ba:o punto de fusión y como todos los metales alcalinos, muy reactivo. ;uc+as propiedades, tanto fsicas como qumicas, son muc+o más parecidas al grupo de los alcalino t-rreos. Actualmente el litio es muy abundante en la ierra. Entre sus propiedades más caractersticas están#
Alta capacidad calorfica.
Alta conductividad t-rmica.
Ka:a viscosidad.
Ka:a densidad.
El compuesto principal del Litio es el 0idróido de litio Li>0!
*orma iones positivos ya que le sobra un electrón para conseguir la configuración del 0elio.
Altamente inflamable.
Kastante eplosivo al eponerse al aire y al agua.
$e obtiene por la electrolisis de una me"cla de cloruro de litio y potasio fundidos. $e oida al instante y se corroe rápidamente al contacto con el aire
0a sido usado en medicina para tratar los trastornos de bipolaridad carbonato de litio# Li2)>4!.
Sodio-
ercer metal Alcalino, representado por el smbolo %a, del latn natrium. $u número atómico es 11, por tanto sabemos que tiene 11 electrones repartidos en su corte"a. Es un metal blando, ligero y de color plateado. Es uno de los metales que más abunda en la naturale"a, el cuarto más abundante y el que más abunda de los metales alcalinos.
Los sitios más caractersticos dónde los podemos encontrar es# El la sal de mar sal común y en un mineral llamado +alita!. Es muy reactivo y lo más caracterstico de -l es que al arder, provoca una llama amarilla. $e oida muc+o al contacto con el aire arde cuando está a más de 7C! y es muy reactivo con el agua. En el mar está presente de forma iónica y es uno de los componentes de muc+os minerales y de la vida +umana. El sodio provoca dos enfermedades importantes#
0ipernatremia.
Eplosión de sodio en contacto con el agua
0iponatremia.
Mna de las caractersticas principales del $odio es que no se encuentra libre en la naturale"a. El sodio %a
Los compuestos más importantes que se forman con el sodio son# El sodio posee tres isótopos#
%a@24 más estable!.
%a@27
%a@22
.otasio-
$e representa con una '. &roviene del latn Balium!. $u número atómico es 1J, tienes 1J electrones repartidos por la corte"a. Es el quinto metal más ligero que eiste. $u color es blanquecino o plateado que abunda en la n aturale"a sobretodo en sal marina y otros minerales.
Numicamente se parece muc+o al sodio.
(eacciona violentamente con el agua y se oida al contacto con el aire.
Es un metal muy blando que se puede cortar muy fácilmente con un cuc+illo.
$u punto de fusión es muy ba:o.
$u llama al arder es morada.
(eacciona violentamente con el agua desprendiendo +idrógeno, incluso puede inflamarse espontáneamente en presencia de agua.
El potasio fue descubierto en 1C8, fue el primer elemento metálico aislado por electrolisis. Es el s-ptimo elemento con mas abundancia en la tierra con un 2,7O.
Los isotopos del potasio son#
'@7C# an solo un C,C1O.
'@4J# J4,4O Es el más abundante de todos.
'@71# El segundo más abundante 6,8O.
(ubidioEs un elemento con número atómico 48 y con smbolo (b. *ue descubierto en 161. ;etal alcalino blando, su color está entre el plateado y el blanco, tiene un poco de brillo.
Es el segundo elemento más electropositivo y puede encontrarse lquido a temperatura ambiente. Es muy reactivo como todos los metales alcalinos.
&uede arder espontáneamente en aire con llama de color violeta amarillento, reacciona violentamente con el agua desprendiendo +idrógeno.
&uede formar aleaciones con oro. El rubidio se puede ioni"ar con facilidad por lo que se +a estudiado su uso en motores iónicos para naves espaciales. $e utili"a principalmente en la fabricación de cristales especiales para sistemas de telecomunicaciones de fibra óptica y equipos de visión nocturna.
$e conocen 27 isótopos de rubidio, eistiendo en la naturale"a tan sólo dos, el (b@3 y el radioactivo (b@8. Las me"clas normales de rubidio son ligeramente radiactivas.
Cesio-
El cesio es el elemento qumico con número atómico 33. $u smbolo es )s, y es el más pesado de los metales alcalinos por deba:o del *rancio 2CC8!.
El cesio es un metal blando, ligero y de ba:o punto de fusión. Es el segundo menos electronegativo de todos los elementos despu-s del francio. El cesio reacciona en forma vigorosa con ogeno En aire +úmedo, el calor de oidación puede ser suficiente para fundir y prender el metal. El cesio no reacciona con nitrógeno para formar nitruros, pero
reacciona con el +idrógeno a temperaturas altas para producir un +idruro muy estable= reacciona en forma violenta con el agua y aun con +ielo a temperaturas +asta @116 P).
Es muc+o más radiactivo que los demás metales alcalinos. El cesio se encuentra como un constituyente de minerales comple:os.
+rancio-
Es un elemento qumico cuyo smbolo es *r y su número atómico es 8. $u electronegatividad es la más ba:a conocida y es el segundo elemento menos abundante en la naturale"a el primero es el astato!. El francio es un metal alcalino altamente radiactivo. )omo el resto de metales alcalinos, sólo posee un electrón en su capa de valencia. se descubrió este elemento en 1J4J. *uera del laboratorio, el francio es etremadamente escaso no más de 4C gramos!. Es un elemento muy pesado con un solo electrón de valencia. )on pocas ecepciones, todas las sales del francio son solubles en agua '/
Conc#usiones-
Los elementos que se ubican en la primera columna de la tabla periódica con valencias 1 son metales activos. En lo que se refiere a áreas comerciales la mayora de los elementos del grupo 1A tienen una gran utili"ación, ecepto el francio por su escase" y su inestabilidad con una gran efectividad anticorrosiva. Los elementos activos reaccionan normalmente con 02>, 0, >, sulfuros y cloruros.
0/ 1ib#iografía
Chemistry The Central Science, Ninth Edition, Por Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Jr., Bruce E. Bursten y Julia . Burdge, !u"licada !or Pearson Education,#nc., !u"licada como PENT#CE$H%LL#NC., Co!yright &'((). Todos los derechos reser*ados Qrupo IA +ttp#RRes.FiBipedia.orgRFiBiRElementosSdelSgrupoS1 +ttp#RRFFF.quimicaFeb.netRtablaperiodicaRpaginasRgrupoIA.+tm 23C62C12 Qrupo IIA +ttp#RRes.FiBipedia.orgRFiBiRElementosSdelSgrupoS2 +ttp#RRFFF.quimicaFeb.netRtablaperiodicaRpaginasRgrupoIIA.+tm 23C62C12
