Principais Propriedades de Metais, Não Metais e Metaloides: Condutividade, Maleabilidade e Estado Físico

Os elementos podem ser classificados como metais, não metais ou semimetais (metaloides).

Metais são bons condutores de calor e eletricidade, e são maleáveis (podem ser forjados em folhas) e dúcteis (podem ser estirados em fios). A maioria dos metais são sólidos à temperatura ambiente com brilho prateado característico (com exceção do mercúrio, que é líquido).

Não metais são (geralmente) maus condutores de calor e eletricidade e não são maleáveis ou dúcteis; Muitos dos não metais elementares são gases à temperatura ambiente, outros são líquidos, e outros são sólidos.

Os metaloides são intermediários em suas propriedades. Em suas propriedades físicas, são mais similares a não metais, mas sob certas circunstâncias, alguns deles podem ser feitos para conduzir eletricidade. Estes semicondutores são extremamente importantes em computadores e outros dispositivos eletrônicos.

Muitas tabelas periódicas ao longo do lado direito da tabela separam metais de não metais. Os metais estão à esquerda da linha (exceto hidrogênio, que é não metal), os não metais estão à direita da linha, e os elementos imediatamente adjacentes à linha são os metaloides.

Quando elementos combinam para formar compostos, existem dois tipos principais de ligação que podem resultar. Ligações iônicas formam quando há transferência de elétrons de uma espécie para outra, produzindo íons carregados que se atraem muito fortemente por interações eletrostáticas, e ligações covalentes, que resultam quando átomos compartilham elétrons para produzir moléculas neutras.

Em geral, metais e não metais combinam para formar compostos iônicos, enquanto não metais combinam com outros não metais para formar compostos covalentes (moléculas).

Metais na Tabela Periódica

A maioria dos elementos na tabela periódica são metais. Eles são agrupados juntos no meio para o lado esquerdo da tabela periódica. Os metais consistem de metais alcalinos, alcalino-terrosos, metais de transição, lantânidos e actinídios.

Mais Recurso: O que é Metal e Seus Tipos?

Metais Alcalinos

Os metais alcalinos podem ser encontrados na primeira coluna no lado esquerdo da Tabela Periódica. São metais macios que são altamente reativos e têm um elétron em seu subcamada s mais externa.

Os seis metais alcalinos são: Lítio, Sódio, Potássio, Rubídio, Mineral Lepidolita Fonte de Rubídio, e Césio, Césio, Frâncio.

Metais Alcalino-Terrosos

Os metais alcalino-terrosos são encontrados na coluna 2 no lado esquerdo da Tabela Periódica. São geralmente mais duros e densos que metais alcalinos, têm 2 elétrons em seu subcamada s mais externa, e cada um faz uma cor distinta em suas chamas.

Os seis metais alcalino-terrosos são: Berílio, Magnésio, Cálcio, Estrôncio, Bário, Rádio.

Metais de Transição

Os metais de transição são encontrados no centro do corpo principal da Tabela Periódica. São às vezes chamados de metais pesados e são mais densos que metais alcalinos ou alcalino-terrosos.

Existem 38 metais de transição incluindo: Cobalto, Cobre, Cobre nativo do Arizona, Ouro, Ferro, Mercúrio, Platina, Prata, Titânio, Tungstênio, Zinco.

Metais de Terras Raras

Os metais de terras raras são tipicamente encontrados em sua própria tabela abaixo da Tabela Periódica principal. No entanto, eles realmente se encaixam no meio da Tabela Periódica. Existem dois tipos de metais de terras raras: Lantânidos e Actinídios.

Metais Lantânidos

Existem 15 lantânidos listados na Tabela Periódica. Todos estes elementos são tão similares, é muito difícil diferenciá-los.

Exemplos de lantânidos incluem: Cério, Promécio, Gadolínio, Disprósio, Lutécio.

Metais Actinídios

Existem 15 actinídios listados na Tabela Periódica. A maioria destes não ocorre na natureza porque são tão instáveis mas são produzidos em reatores nucleares e aceleradores de partículas.

Exemplos de actinídios incluem: Tório, Urânio, Plutônio, Califórnio, Mendelévio

Outros Metais

Metais listados como outros metais são encontrados no lado direito do corpo principal da Tabela Periódica. Estes são às vezes chamados de semimetais e às vezes chamados de metais pós-transição. São tipicamente mais macios que outros metais e têm pontos de fusão mais baixos.

Cientistas não concordam universalmente sobre quais elementos pertencem a esta categoria, então dependendo da tabela que você olha, pode haver de 8-14.

Exemplos de outros metais incluem: Alumínio, Bismuto, Cristal de bismuto, Índio, Chumbo, Estanho.

Propriedades dos Metais

Metais são elementos que formam íons positivos perdendo elétrons durante reações químicas, exceto hidrogênio. Assim, são elementos eletropositivos com baixas energias de ionização. A maioria dos metais compartilha propriedades de ser brilhante, muito denso, e ter altos pontos de fusão. Além disso, são dúcteis, maleáveis e lustrosos. Metais também são bons condutores de calor e eletricidade. Todos os metais são sólidos à temperatura ambiente, exceto mercúrio que é líquido.

Metais geralmente formam ligações iônicas com não metais, mas existem exceções. A maioria dos metais forma pelo menos um óxido básico, embora alguns sejam anfóteros. Metais exibem ampla gama de reatividade. Grupos especiais de metais incluem metais nobres Ru, Rh, Pd, Pt, Au, Os, Ir, Ag, e metais refratários Nb, Mo, Ta, W, e Re.

Propriedades Físicas dos Metais:

Algumas das principais propriedades físicas dos metais são dadas abaixo.

• Metais são maleáveis, em seu estado sólido e podem ser martelados em folhas finas. Ouro é o mais maleável de todos os metais
• Metais são dúcteis, o que significa que podem ser estirados em fio. Prata é um dos metais mais dúcteis.
• Metais são bons condutores de calor e eletricidade.
• Metais são lustrosos, o que significa que têm aparência brilhante. Alguns metais formarão pátina e o brilho é perdido.
• Metais têm alta resistência à tração. Significa que podem suportar pesos pesados.
• Metais são sonoros. Significa que quando os batemos, fazem som de toque.
• Metais são duros. Significa que não podem ser cortados facilmente.
• Formando cátions em solução aquosa perdendo seus elétrons
• Ponto de fusão dos metais: Metais frequentemente têm altos pontos de fusão e ebulição, mas existem muitas exceções ao ponto de fusão, como césio, gálio, mercúrio, rubídio e estanho que todos têm pontos de fusão bastante baixos. No entanto, a maioria dos pontos de ebulição ainda são bastante altos.
• Metais exibem ampla gama de densidades, mas geralmente são mais densos que não metais. Tungstênio, platina, ósmio, ouro, e irídio são extremamente densos.
• A maioria dos metais são prateados, embora alguns como ouro, césio e cobre sejam coloridos.

Propriedades Químicas dos Metais

Metais são elementos eletropositivos que geralmente formam óxidos básicos ou anfóteros com oxigênio. Outras propriedades químicas incluem:

• Caráter Eletropositivo: Metais tendem a ter baixas energias de ionização, e tipicamente perdem elétrons (ou seja, são oxidados) quando passam por reações químicas. Normalmente não aceitam elétrons. Por exemplo:
  • Metais alcalinos são sempre 1+ (perdem o elétron na subcamada s)
  • Metais alcalino-terrosos são sempre 2+ (perdem ambos elétrons na subcamada s)
  • Íons de metais de transição não seguem padrão óbvio, 2+ é comum (perdem ambos elétrons na subcamada s), e 1+ e 3+ também são observados

Na⁰ → Na⁺ + e⁻

Mg⁰ → Mg²⁺ + 2e⁻

Al⁰ → Al³⁺ + 3e⁻

Compostos de metais com não-metais tendem a ser iônicos em natureza. A maioria dos óxidos metálicos são óxidos básicos e dissolvem em água para formar hidróxidos metálicos:

Na₂O(s) + H₂O(l) → 2NaOH(aq)

CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq)

Óxidos metálicos exibem sua natureza química básica reagindo com ácidos para formar sais metálicos e água:

MgO(s) + HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂O(l)

NiO(s) + H₂SO₄(aq) → NiSO₄(aq) + H₂O(l)

Localização dos Metais na Tabela Periódica

Mais de 75% dos elementos são metais, então eles preenchem a maior parte da tabela periódica. Metais estão no lado esquerdo da tabela. As duas fileiras de elementos abaixo do corpo principal da tabela (os lantânidos e actinídios) são metais.

Na tabela periódica, você pode ver uma linha em escada começando no Boro (B), número atômico 5, e indo até Polônio (Po), número atômico 84. Exceto Germânio (Ge) e Antimônio (Sb), todos os elementos à esquerda daquela linha podem ser classificados como metais.

Usos dos Metais

Metais encontram uso em todos os aspectos da vida. Aqui está uma lista de alguns de seus usos:

• Componentes estruturais
• Recipientes
• Fios e eletrodomésticos
• Dissipadores de calor
• Espelhos
• Moedas
• Joias
• Armas
• Nutrição (ferro, cobre, cobalto, níquel, zinco, molibdênio)

Não Metais na Tabela Periódica

Os elementos não metálicos ocupam o canto superior direito da tabela periódica. Não metais incluem o grupo dos não metais, os halogênios, e os gases nobres. Estes elementos têm propriedades químicas similares entre si que os distinguem dos elementos considerados metais.

Grupos de Não Metais

O grupo de elementos não metálicos é um subconjunto dos não metais. O grupo de elementos não metálicos consiste de hidrogênio, carbono, nitrogênio, oxigênio, fósforo, enxofre e selênio. Hidrogênio age como não metal em temperaturas e pressões normais e é geralmente aceito como parte do grupo não metálico.

Os halogênios são não metais no grupo 7 da tabela periódica. Átomos destes têm estado de oxidação -1. Os elementos no topo do grupo são gases, mas se tornam líquidos e sólidos descendo o grupo. Os halogênios são flúor, cloro, bromo, iodo e ástato. As propriedades de tenesso não são bem conhecidas. Tenesso pode ser halogênio ou pode ser metaloide.

Os gases nobres são gases relativamente não reativos encontrados no grupo 8 (última coluna) da tabela periódica. Os gases nobres são hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio, radônio e oganessônio. É provável que oganessônio não seja gás à temperatura ambiente.

Mais Recursos: O que são Não Metais?

Propriedades dos Não Metais

Elementos que tendem a ganhar elétrons para formar ânions durante reações químicas são chamados não-metais. Estes são elementos eletronegativos com altas energias de ionização. São não lustrosos, quebradiços, e maus condutores de calor e eletricidade (exceto grafite). Não-metais podem ser gases, líquidos ou sólidos.

Propriedades Físicas dos Não Metais

• Estado Físico: A maioria dos não-metais existe em dois dos três estados da matéria à temperatura ambiente: gases (oxigênio) e sólidos (carbono). Apenas bromo existe como líquido à temperatura ambiente.
• Não-Maleável e Dúctil: Não-metais são muito quebradiços, e não podem ser estirados em fios ou martelados em folhas.
• Condução: São maus condutores de calor e eletricidade.
• Brilho: Estes não têm brilho metálico e não refletem luz.
• Pontos de Fusão e Ebulição: Quando um metal funde ou ferve, esta é mudança de estado físico. Energia é transferida a uma substância para fundir ou ferver. Esta energia é necessária para superar as forças de atração entre íons metálicos e elétrons deslocalizados no metal. Quanto mais energia necessária, maior o ponto de fusão ou ebulição. Como metais são estruturas de rede gigantes, o número de forças eletrostáticas a serem quebradas é extremamente grande, e por isso metais têm altos pontos de fusão e ebulição. Isso significa que ponto de fusão e ebulição de metais são mais similares aos de compostos iônicos que para substâncias covalentes.
• Sete não-metais existem sob condições padrão como moléculas diatômicas: H₂(g), N₂(g), O₂(g), F₂(g), Cl₂(g), Br₂(l), I₂(s).

Propriedades Químicas dos Não Metais

Não-metais têm tendência a ganhar ou compartilhar elétrons com outros átomos. São eletronegativos em caráter. Não metais, ao reagir com metais, tendem a ganhar elétrons (tipicamente atingindo configuração eletrônica de gás nobre) e tornam-se ânions:

3Br₂(l) + 2Al(s) → 2AlBr₃(s)

Compostos compostos inteiramente de não metais são substâncias covalentes. Geralmente formam óxidos ácidos ou neutros com oxigênio que dissolvem em água para formar ácidos:

CO₂(g) + H₂O(l) → H₂CO₃(aq) ácido carbônico

Como você pode saber, água carbonatada é levemente ácida (ácido carbônico).

Óxidos de não metais podem combinar com bases para formar sais.

CO₂(g) + 2NaOH(aq) → Na₂CO₃(aq) + H₂O(l)

Localização dos Não Metais na Tabela Periódica

Não metais estão localizados no lado extremo direito da tabela periódica, exceto hidrogênio, que está localizado no canto superior esquerdo.

Os 17 elementos não metálicos são hidrogênio, hélio, carbono, nitrogênio, oxigênio, flúor, neônio, fósforo, enxofre, cloro, argônio, selênio, bromo, criptônio, iodo, xenônio e radônio.

Usos dos Não Metais

Diferente de metais, não metais não têm aplicações universais. Mas eles aparecem juntos em certas aplicações:

• Essenciais para vida (carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, enxofre, cloro, fósforo)
• Fertilizantes (hidrogênio, nitrogênio, fósforo, enxofre, cloro, selênio)
• Refrigerantes e criogenia (hidrogênio, hélio, nitrogênio, oxigênio, flúor, neônio)
• Ácidos industriais (carbono, nitrogênio, flúor, fósforo, enxofre, cloro)
• Lasers e lâmpadas
• Medicina e farmacêuticos

Não metais formam muitos compostos. De fato, a maioria dos compostos que você encontra contêm não metais. Eles ocorrem em água, alimentos, tecidos, plásticos e outros itens cotidianos.

Propriedades de Metais e Não-Metais - Qual a Diferença?

Propriedades	Metal	Não-Metal
Aparência	Brilhante	Opaco
Estado à temperatura ambiente	Sólido (exceto mercúrio, que é líquido)	Cerca de metade são sólidos, metade gases, e um (bromo) é líquido
Densidade	Alta (parecem pesados para seu tamanho)	Baixa (parecem leves para seu tamanho)
Resistência	Forte	Fraco
Maleável ou quebradiço	Maleável (dobram sem quebrar)	Quebradiço (quebram ou estilhaçam quando martelados)
Condução de calor	Boa	Ruim (são isolantes)
Condução de eletricidade	Boa	Ruim (são isolantes, exceto grafite)
Material magnético	Apenas ferro, cobalto e níquel	Nenhum
Som quando batido	Fazem som de toque (são sonoros)	Fazem som surdo
Tipo de óxido	Básico ou alcalino	Ácido

Metaloide na Tabela Periódica

Elementos metaloides, também conhecidos como semimetais, são elementos que têm propriedades de ambos metais e não metais. A definição de metaloide é considerada incluir entre seis a nove elementos que ocorrem ao longo de uma linha inclinada entre os elementos metálicos e não metálicos da tabela periódica.

Os seis elementos que são unanimemente considerados metaloides são: Boro, Silício, Germânio, Arsênio, Antimônio, Telúrio.

Além destes seis elementos, a definição de elementos metaloides às vezes inclui os elementos bismuto, polônio e ástato também. Esta ambiguidade é em grande parte devido à falta de propriedades específicas que são consideradas características de todos os metaloides.

Em vez disso, os elementos metaloides são simplesmente caracterizados como tendo uma mistura de propriedades que estão entre as propriedades de metais e não metais. Estruturalmente, formam estruturas cristalinas de ligação covalente, que é característica encontrada principalmente em não-metais.

Um uso bem conhecido de alguns elementos metaloides é como semicondutor encontrado dentro de muitos dos dispositivos eletrônicos usados em todos os lares.

Propriedades dos Metaloides

Metaloides têm propriedades intermediárias entre metais e não metais. Metaloides são úteis na indústria de semicondutores. Metaloides são todos sólidos à temperatura ambiente. Podem formar ligas com outros metais.

Alguns metaloides, como silício e germânio, podem atuar como condutores elétricos sob as condições certas, assim são chamados semicondutores. Silício por exemplo aparece lustroso mas não é maleável nem dúctil (é quebradiço – característica de alguns não metais).

É um condutor muito mais pobre de calor e eletricidade que metais. As propriedades físicas dos metaloides tendem a ser metálicas, mas suas propriedades químicas tendem a ser não metálicas. O número de oxidação de um elemento neste grupo pode variar de +5 a -2, dependendo do grupo em que está localizado.

Metais	Não-metais	Metaloides
Ouro	Oxigênio	Silício
Prata	Carbono	Boro
Cobre	Hidrogênio	Arsênio
Ferro	Nitrogênio	Antimônio
Mercúrio	Enxofre	Germânio
Zinco	Fósforo

Propriedades Comuns dos Metaloides

Em geral, metaloides compartilham as seguintes propriedades comuns:

• As eletronegatividades dos metaloides estão entre as de não metais e metais.
• Energias de ionização dos metaloides também estão entre as de não metais e metais.
• Semimetais/metaloides têm algumas características de não metais e algumas de metais.
• A reatividade dos metaloides depende das propriedades dos elementos com os quais estão interagindo.
• Metaloides tendem a ser bons semicondutores.
• Metaloides podem ter brilho metálico, mas também têm trópicos que podem ter aparência não metálica.
• Metaloides são geralmente quebradiços, e também são tipicamente sólidos, apenas se tornando não-sólidos sob condições incomuns.
• Metaloides tipicamente se comportam como não metais em reações químicas, e podem criar ligas com metais.

Propriedades químicas dos Metaloides

Propriedades químicas são aquelas que definem como uma substância interage/reage com outras substâncias ou muda de uma substância para outra. Reações químicas são o único momento em que as propriedades químicas de um elemento podem ser quantificadas. Reações químicas incluem coisas como ferrugem, queima, oxidação, explosão, etc. As propriedades químicas dos metaloides são as seguintes:

• Metaloides formam gases facilmente quando oxidam.
• Metaloides podem ser combinados com metais para criar ligas.
• Metaloides têm diferentes alotropos metálicos e não metálicos.
• Quando metaloides derretem alguns deles se contraem.
• Metaloides podem reagir com halogênios para formar compostos.

Localização dos Metaloides na Tabela Periódica

Como mencionado anteriormente, metaloides são um grupo de elementos que ocorrem em uma linha inclinada entre os metais e não metais na tabela periódica. Esta linha de elementos metaloides abrange entre Grupo 13 a Grupo 16, 17 ou 18 (dependendo de quantos elementos são considerados verdadeiramente metaloides).

À esquerda desta linha de elementos metaloides estão os elementos classificados como metais, e à sua direita estão elementos classificados como não-metais. A única exceção a esta regra é o elemento hidrogênio, que é classificado como não metal mas ocorre no lado esquerdo da tabela periódica.

Tabela periódica de elementos com os seis elementos metaloides (começando com boro (B)) marcados com cor bege. Este grupo às vezes também inclui os elementos bismuto (Bi), polônio (Po) e ástato (At) do período 6 da tabela.

Mais Recursos: Onde estão Metaloides na Tabela Periódica?

Tendências no Caráter Metálico e Não Metálico

Caráter metálico é mais forte para elementos na parte mais esquerda da tabela periódica e tende a diminuir à medida que nos movemos para a direita em qualquer período (caráter não metálico aumenta com aumento de valores de eletronegatividade e energia de ionização).

Dentro de qualquer grupo de elementos (colunas), o caráter metálico aumenta de cima para baixo (valores de eletronegatividade e energia de ionização geralmente diminuem à medida que descemos um grupo). Esta tendência geral não é necessariamente observada com metais de transição.