PROPIEDADES FISICAS DE LOS METALES Los metales son elementos elementos que a temperatura y presión ambientes ambientes se caracterizan por: Conductividad: son buenos conductores del calor y la electricidad (sobre todo los metales de transición) Aspecto: Posee un gran poder reflector y escasa absorción de la luz intensa llamado” brillo metálico”.
Punto de fusión: son altos. Los metales son sólidos a temperatura ambiente, a excepción del mercurio que es líquido. También sus puntos de ebullición son altos. Solubilidad: Son insolubles en los disolventes neutros habituales. Densidad; son más densos que el agua. En función de su densidad 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. Maleabilidad: los metales son maleables porque pueden reducirse a hojas delgadas o láminas bajo la acción de un laminador o un martillo. Además pueden sufrir ciertas deformaciones permanentes sin quebrarse. Ductilidad: propiedad que presentan algunos metales y aleaciones cuando, bajo la acción de una fuerza, pueden estirarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos Dureza: ofrecen resistencia a ser rayados por otros otros metales, la cual cual se mide en una “escala de möh".(los de transición son más duros)
PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS METALES Tienen baja electronegatividad. electronegatividad. Presentan 1, 2 ó 3 electrones en su nivel más externo, fácilmente "removibles". Cuando reaccionan químicamente pierden los electrones de su subnivel más externo y se ionizan convirtiéndose en cationes y adquiriendo la configuración electrónica del gas noble que los precede en la tabla. Al A l ionizarse, se OXIDAN. Forman compuestos iónicos con los no metales. Los metales del grupo IA reaccionan (se oxidan) violentamente con el agua. Los otros lo hacen más lentamente o no lo hacen. En general, son químicamente más reactivos. Los ácidos "disuelven" la mayor parte de los metales, en frío (a los metales alcalinos y alcalinos térreos) o en caliente. Los ácidos fuertes (sulfúrico, nítrico) disuelven la plata pero no al oro y al platino, que sólo son disueltos por el "agua regia".
Los átomos de un metal se hallan unidos mediante las llamadas "uniones metálicas". Ninguno de los átomos de la unión atrae con gran fuerza a los electrones de la unión, por lo cual los electrones externos se hallan relativamente libres, moviéndose a través de una red cristalina de cationes. Los electrones que se encuentran libres entre estos cationes le otorgan estabilidad a esta red cristalina. Esta estabilidad y la movilidad de los electrones explica propiedades como: la conducción del calor, la conducción de la electricidad. el brillo y los altos puntos de fusión y densidad de los metales. CLASIFICACIÓN DE LOS METALES
Metales alcalinos (grupo IA) grupo se caracteriza por poseer un único electrón en el orbital s más externo.. Aparecen en la naturaleza combinados con los halógenos y los elementos del grupo de oxigeno y formando compuestos iónicos solubles en el agua (como la sal común) .En estado puro estos metales (Li, Na, K, Rb, Cs y Fr) son muy brillantes y más ligeros que el resto de los metales. Son relativamente blandos y de bajo punto de fusión. Tienen número de oxidación +1 y reaccionan violentamente con el agua liberando mucho calor en la reacción obteniéndose hidróxidos.
Metales alcalinos-térreos (grupo IIA) : estos se caracterizan por poseer dos electrones en el orbital s más externo. Se llaman alcalino térreos por diferenciarse de los metales alcalinos por la insolubilidad en agua. Presentan un marcado carácter metálico: tienen brillo intenso y una buena conductividad. Son mas duros que los alcalinos pero pueden ser cortados por un cuchillo. su número de oxidación es +2.
Metales de transición (grupos B): en general son más duros, densos y brillantes que los anteriores y menos reactivos químicamente. Tienen puntos de fusión más altos y son los que mejor conducen el calor y la electricidad.
ALEACIONES Se llama aleación a la mezcla de dos o más metales, efectuada por medio de su fusión. Si uno de los metales es el mercurio la aleación se llama ”amalgama”. El mercurio se combina con todos los metales comunes, excepto hierro y platino,
formando dichas aleaciones llamadas amalgamas. Composición de las aleaciones. La composición de las aleaciones depende del tipo de aleaciones con los diferentes elementos. o Aleaciones férreas: que contiene hierro. Aleaciones no férreas: resto de los metales que no contienen hierro: aleaciones a base de o aluminio, magnesio, titanio, cobre, níquel, estaño y cinc.
ALEACIONES NO FÉRREAS
Cobre y sus aleaciones El cobre y sus aleaciones poseen una combinación de propiedades físicas que han sido utilizados en múltiples aplicaciones desde la antigüedad. El cobre puro es dúctil y suave, tanto que es difícil de maquinar, también tienen una capacidad casi ilimitada para ser trabajado en frío. Además es altamente resistente a la corrosión en diversos ambientes incluyendo el ambiente atmosférico, agua de mar, y algunos químicos industriales. Las propiedades de resistencia mecánica y a la corrosión del cobre se pueden mejorar por aleaciones. La mayoría de las aleaciones de cobre no pueden ser endurecidas o pensionadas por procedimientos de tratamientos térmicos por lo que trabajos en frío y/o aleaciones de soluciones sólidas deben utilizarse para mejorar esas propiedades mecánicas. La aleación de cobre más común es el LATON en la cual el cinc como impureza sustitucional es el elemento aleante más importante. El bronce es una aleación de cobre y varios otros elementos dentro de los que se incluyen estaño (Sn), Aluminio (Al), Silicio (Si) y Níquel (Ni). Estas aleaciones son más fuertes que los latones y mantienen una alta resistencia a la corrosión. Generalmente se utilizan cuando además de una alta resistencia a la corrosión se requieren buenas propiedades a la tensión. o
Titanio y sus aleaciones. Son aleaciones relativamente nuevas que poseen una extraordinaria combinación de propiedades. El metal puro tiene una relativamente baja densidad (4.5 g/cc) y alto punto de fusión (1668ºC) y alto modulo elástico. Las aleaciones de titanio son extremadamente fuertes y altamente dúctiles y fácilmente forjadas y maquinadas. La principal limitación del titanio es su reactividad química con otros materiales a elevadas temperaturas. Esto hace necesario el desarrollo de técnicas no convencionales de refinado, fusión y colado. Consecuentemente las aleaciones de titanio son muy costosas. A temperatura ambiente la resistencia a la corrosión del titanio es inusualmente alta. Ellas son virtualmente inmunes al ambiente marino, y una amplia variedad de ambientes industriales. Son comúnmente usadas en estructuras de aeroplanos, vehículos espaciales y las industrias químicas y del petróleo. o
ALEACIONES FÉRREAS
Constituyen la mayoría de los metales empleados en ingeniería. Son muy usados para soportar cargas estructurales o transmitir potencia. Se dividen en dos categorías, de acuerdo a la cantidad de carbono que contengan: -Aceros: Tienen entre 0.05 y 2.0 % en peso de carbono -Fundiciones: Tienen entre 2 y 4.5 % en peso de carbono. Aceros al carbono y de baja aleación. La mayoría de las aleaciones férreas son de este tipo. Estas aleaciones son de precios moderados y poca cantidad de elementos aleantes y son suficientemente dúctiles como para conformarse con facilidad. El producto final es fuerte y duradero y se usan en muchas aplicaciones. Una clase interesante de estos aceros son los aceros de baja aleación y alta resistencia (HSLA) cuya
característica principal es su bajo peso por lo que se usan principalmente en la industria automotriz.
Características de las aleaciones. Con frecuencia, las aleaciones tienen propiedades muy diferentes de las de los metales que lo forman. Así, disminuye el punto de fusión, aumenta la dureza, disminuye la conductividad eléctrica y térmica.
