Metais

Química

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Metais são elementos caracterizados pelo brilho, resistência, condutividade térmica e elétrica. São aplicáveis em praticamente todos os processos industriais, estando presentes em ligas metálicas utilizadas na fabricação de ferramentas, joias e moedas e em processos químicos como oxirredução, responsável pelo funcionamento de pilhas e baterias.

Na Tabela Periódica, são classificados em:

  • semimetais

  • metais de transição

  • metais alcalinos

  • metais alcalinoterrosos

Já no meio siderúrgico, são separados em:

  • metais ferrosos

  • metais não ferrosos

  • metais pesados

Leia também: Quais são os novos elementos da tabela periódica?

Características dos metais

 Bloco de metal sendo submetido a processo siderúrgico.
Bloco de metal sendo submetido a processo siderúrgico.
  • São, em sua maioria, ótimos condutores de calor e energia elétrica.

  • Têm aspecto lustroso.

  • Possuem alta densidade.

  • São elementos eletropositivos (tendem a formar cátions — cargas positivas).

  • Com exceção do mercúrio, são elementos com alto ponto de fusão e sólidos em temperatura ambiente.

  • Possuem resistência mecânica (tenacidade).

  • São maleáveis (podem ser moldados sem se quebrar).

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Metais da tabela periódica

  • Metais alcalinos

São os elementos da primeira coluna da tabela periódica, família 1A. São chamados de metais alcalinos, pois, quando misturados na água, formam hidróxidos, ou seja, solução de caráter alcalino (básico).

Os elementos que pertencem a esse grupo são:

A configuração eletrônica dos metais alcalinos em estado neutro (não carregado/ionizado) apresenta apenas um elétron na última camada (camada de valência). O raio atômico e a reatividade desses metais aumentam de cima para baixo (observando a Tabela Periódica). Possuem ponto de fusão baixo em relação aos demais metais, são maleáveis e pouco densos, têm aspecto fosco devido ao alto potencial oxidação.

Veja também: Quais são as propriedades da matéria?

  • Metais alcalinoterrosos

São elementos que constam na segunda coluna da tabela periódica, família 2A. São chamados de alcalinoterrosos pela tendência a formarem soluções de caráter básico (alcalino), e de terrosos porque, antes do século XIX, os óxidos formados por essas substâncias eram designados dessa forma. Esse termo era utilizado para designar não metais insolúveis e que não sofriam mutação ao ser aquecidos, características comuns aos elementos do grupo 2. Tempos depois, à luz de novas pesquisas e experimentos, descobriu-se que os elementos “terrosos”, na verdade, eram óxidos formados por metais.

São metais maleáveis, com baixa densidade, possuem dois elétrons na sua camada mais externa, são encontrados, nas condições normais de temperatura e pressão, em estado sólido. Pertencem a esse grupo:

Compõem o grupo B da Tabela Periódica, e estão localizados entre os metais alcalinos terrosos e os ametais. Foram definidos, pela IUPAC, como elementos que têm a subcamada energética ‘d’ incompleta. O termo “metais de transição” faz referência à transição do grupo 2 ao 13 na Tabela Periódica e à crescente adição de elétrons no orbital ‘d’.

O grupo dos metais de transição é composto por elementos densos, com alto ponto de fusão e ebulição, e menos reativos que os metais do grupo 1 e 2 (Família 1A e 2A). Entre os metais de transição, estão o tungstênio, que é o elemento com maior ponto de fusão (3422 °C), e o mercúrio (Hg), que é um metal que se apresenta em estado líquido em condições normais de temperatura e pressão, seu ponto de fusão é (-38,83 °C).

Os metais de transição apresentam vários estados de oxidação (NOX variável) e formam substâncias coloridas.

Os metais são elementos que apresentam brilho, condutividade e resistência.
Os metais são elementos que apresentam brilho, condutividade e resistência.

Elementos de transição interna

Elementos de transição interna são:

  • Lantanídeos: série composta por elementos que têm de 57 a 71 prótons e que, com exceção do promécio, são naturais.

  • Actinídeos: grupo formado pelos elementos que vão do 89 ao 103 em número atômico e que, em sua maioria, são sintéticos. Todos desse grupo são radioativos com curto tempo de meia-vida.

Os elementos desses dois grupos possuem alto ponto de fusão e são todos sólidos em temperatura ambiente.

  • Semimetais

Os semimetais são, ao todo, sete elementos:

Essa classificação é dada para elementos que possuem características físico-químicas pertinentes aos metais e também outras pertinentes aos elementos não metálicos. Os semimetais possuem brilho, são compostos quebradiços, capazes de formar cátions e também ânions (a depender da condição), e são condutores intermediários.

Tipos de metais

  • Ferrosos: substâncias que contêm ferro em sua composição. São ligas metálicas que contêm o ferro como elemento em comum, mas podem ser formuladas com diferentes concentrações de carbono, por exemplo, ou forjadas com diferentes técnicas, tendo, assim, produtos com diferentes propriedades físicas.

  • Não ferrosos: ligas formadas por outros tipos de metais, como alumínio, cobre, níquel, zinco, titânio.

  • Metais pesados: chumbo, níquel, zinco, mercúrio. São metais reativos, tóxicos e bioacumulativos. São utilizados em baterias, lâmpadas, munição para artefatos bélicos, entre outros.

Ligações químicas dos metais

Os metais são elementos eletropositivos, ou seja, têm a tendência a perder elétrons em uma ligação química. Quando um metal interage com um ametal, ele realiza uma ligação iônica devido à diferença de eletronegatividade. A outra possibilidade de ligação para os metais são as ligações metálicas.

As ligações metálicas acontecem entre metais, ocorrendo a liberação parcial de elétrons e a formação de uma nuvem ou mar de elétrons em torno dos átomos, o que garante às peças metálicas as propriedades de condutividade elétrica e maleabilidade.

Veja também: Condutores e isolantes – quais as diferenças?

Obtenção dos metais

A maioria dos metais é encontrada, de forma natural, em rochas e minerais associados a outros elementos. Existem diversas técnicas de refinamento de metais, como por meio da eletrólise e de reações químicas para separação de compostos.

No caso dos metais, as duas técnicas mais utilizadas em escala industrial para obtenção de determinado grau de pureza em um metal são: diferença de densidade e susceptibilidade magnética (tendência que o metal tem de reagir a um campo magnético).

Pepita mineral de zinco e chumbo.
Pepita mineral de zinco e chumbo.

Exercícios resolvidos

Questão 1 – (Enem) O cádmio, presente nas baterias, pode chegar ao solo quando esses materiais são descartados de maneira irregular no meio ambiente ou quando são incinerados. Diferentemente da forma metálica, os íons Cd2+ são extremamente perigosos para o organismo, pois eles podem substituir íons Ca2+, ocasionando uma doença degenerativa nos ossos, tornando-os muito porosos e causando dores intensas nas articulações. Podem ainda inibir enzimas ativadas pelo cátion Zn2+, que são extremamente importantes para o funcionamento dos rins. A figura mostra a variação do raio de alguns metais e seus respectivos cátions.

Com base no texto, a toxicidade do cádmio em sua forma iônica é consequência de esse elemento

A) apresentar baixa energia de ionização, o que favorece a formação do íon e facilita sua ligação a outros compostos.

B) possuir tendência de atuar em processos biológicos mediados por cátions metálicos com cargas que variam de +1 a +3.

C) possuir raio e carga relativamente próximos de íons metálicos que atuam nos processos biológicos, causando interferência nesses processos.

D) apresentar raio iônico grande, permitindo que ele cause interferência nos processos biológicos em que, normalmente, íons menores participam.

E) apresentar carga +2, o que permite que ele cause interferência nos processos biológicos em que, normalmente, íons com cargas menores participam.

Resolução

Alternativa C. O cádmio é um elemento semelhante ao íons metálicos que temos naturalmente no organismo. Além de ser bioacumulativo, o cádmio, por ter essa semelhança com os grupos metálicos, pode ligar-se a grupos sulfidrila de moléculas de proteína, causando, assim, alterações nos processos biológicos, como descalcificação, e destruição de tecidos e de hemácias sanguíneas.

Questão 2 – Sobre as características pertinentes aos metais, assinale a alternativa incorreta.

A) Os metais são, em sua maioria, bons condutores elétricos e térmicos.

B) Alguns metais são passiveis de sofrer oxidação e/ou redução.

C) O ferro é um metal resistente e maleável, ou seja, fácil de moldar-se.

D) Os metais alcalinos terrosos têm esse nome “terrosos” fazendo referência aos óxidos desses metais, que são de cor escura.

E) Os metais são elementos de variadas cores e sem brilho, devido à ação da oxidação.

Resolução

Alternativa E. Os metais são naturalmente brilhantes e de cor metalizada, podem sofrer oxidação, o que causa alteração nas características pertinentes ao aspecto da peça, mas isso não é um fenômeno que acontece em todos os metais, e, em alguns casos, a oxidação depende de vários fatores externos.

 

Por Laysa Bernardes
Professora de Química

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

ARAúJO, Laysa Bernardes Marques de. "Metais"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metais.htm. Acesso em 17 de janeiro de 2021.

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Lista de Exercícios
Questão 1

Responda às questões abaixo a respeito dos metais comuns no cotidiano:

  1. Qual o único metal líquido a 20 ºC?

  2. Que metal tem cor amarela?

  3. Que metal possui cor avermelhada?

  4. Cite um metal usado em panelas e latas de refrigerante.

  5. Cite um metal que seja considerado bem denso.

  6. Que metal é constituinte de latarias de automóveis?

  1. Cite três metais usados na manufatura de joias.

Questão 2

Quando se entra numa sauna com corrente de ouro no pescoço, tem-se, pouco tempo depois, a sensação de acentuado aquecimento nessa região do corpo. O fenômeno ocorre como consequência da:

  1. Temperatura mais elevada da pele.

  2. Ligação metálica da corrente de ouro.

  3. Transferência de calor do metal para a pele.

  4. Transferência de elétrons da pele para o metal.

  1. Transferência de calor da pele para o metal.

Mais Questões
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