Caractère métallique des éléments: Propriétés

Le caractère métallique des éléments du tableau périodique fait référence à toutes les variables, chimiques et physiques, qui définissent les métaux ou les distinguent des autres substances de la nature. Ce sont généralement des solides brillants, denses, durs, à conductivité thermique et électrique élevée, moulables et ductiles.

Cependant, tous les métaux ne présentent pas de telles caractéristiques; par exemple, dans le cas du mercure, il s'agit d'un liquide noir brillant. En outre, ces variables dépendent des conditions de pression et de température sur la terre ferme. Par exemple, l'hydrogène, apparemment non métallique, peut se comporter physiquement comme un métal dans des conditions extrêmes.

Ces conditions peuvent être: des pressions abyssales ou des températures très froides flottant autour du zéro absolu. Pour définir si un élément est métallique ou non, il est nécessaire de considérer les motifs cachés dans les yeux de l'observateur: les motifs atomiques.

Ceux-ci distinguent avec plus de précision et de fiabilité quels sont les éléments métalliques et même quel élément est plus métallique qu'un autre.

De cette manière, le véritable caractère métallique d’une pièce d’or repose davantage sur les qualités de ses atomes que sur celles déterminées par sa masse d’or, mais les deux sont étroitement liés.

Laquelle des pièces est la plus métallique: une en or, une en cuivre ou une en platine? La réponse est le platine et l'explication réside dans ses atomes.

Comment varie le caractère métallique des éléments dans le tableau périodique?

Dans l'image supérieure, nous avons les propriétés périodiques des éléments. Les lignes correspondent aux périodes et les colonnes correspondent aux groupes.

Le caractère métallique diminue de gauche à droite et augmente dans la direction opposée. De même, il augmente de haut en bas et diminue au fur et à mesure que les périodes vont en tête du groupe. La flèche bleue en diagonale sur le tableau indique ce qui est mentionné ci-dessus.

Ainsi, les éléments proches de la direction indiquée par la flèche ont un caractère métallique supérieur à ceux situés dans la direction opposée (les blocs jaunes).

De plus, les autres flèches correspondent à d'autres propriétés périodiques, qui définissent dans quelle direction elles augmentent ou diminuent à mesure que l'élément est "métallisé". Par exemple, les éléments des blocs jaunes, bien que leur caractère métallique soit faible, leur affinité électronique et leur énergie d’ionisation sont élevés.

Dans le cas des radios atomiques, plus elles sont grandes, plus l'élément est métallique; Ceci est indiqué par la flèche bleue.

Propriétés des éléments de caractère métalliques

Dans le tableau périodique, il est observé que les métaux ont de grands rayons atomiques, de faibles énergies d’ionisation, de faibles affinités électroniques et de faibles électronégativité. Comment mémoriser toutes ces propriétés?

Le point auquel ils s’écoulent est la réactivité (électropositivité) qui définit les métaux oxydés; c'est-à-dire qu'ils perdent facilement des électrons.

Lorsqu'ils perdent des électrons, les métaux forment des cations (M +). Par conséquent, les éléments ayant un caractère métallique plus important forment des cations avec une plus grande facilité que ceux ayant un caractère moins métallique.

Un exemple de ce qui précède est de considérer la réactivité des éléments du groupe 2, les métaux alcalino-terreux. Le béryllium est moins métallique que le magnésium, ce qui est moins métallique que le calcium.

Continuez ainsi jusqu'à ce que vous arriviez au baryum, le plus réactif du groupe (après la radio, l'élément radioactif).

Comment le rayon atomique affecte-t-il la réactivité des métaux?

Au fur et à mesure que le rayon de l'atome augmente, les électrons de valence sont plus éloignés du noyau, de sorte qu'ils sont retenus avec moins de force dans l'atome.

Cependant, si une période est parcourue du côté droit du tableau périodique, le noyau ajoute à son corps des protons, maintenant plus positifs, qui attirent plus fortement les électrons de valence, réduisant ainsi la taille du rayon atomique. Cela entraîne une diminution du caractère métallique.

Ainsi, un très petit atome avec un noyau très positif a tendance à gagner des électrons au lieu de les perdre (éléments non métalliques), et ceux qui peuvent à la fois gagner et perdre des électrons sont considérés comme des métalloïdes. Le bore, le silicium, le germanium et l'arsenic font partie de ces métalloïdes.

D'autre part, le rayon atomique augmente également s'il y a une nouvelle énergie disponible pour les autres orbitales, ce qui se produit lors de la descente dans un groupe.

Pour cette raison, lors de la descente dans le tableau périodique, les rayons deviennent volumineux et le noyau devient incapable d'empêcher d'autres espèces d'arracher les électrons de sa couche externe.

En laboratoire, avec un agent oxydant puissant, tel que l'acide nitrique dilué (HNO ₃ ), il est possible d'étudier la réactivité des métaux contre l'oxydation.

De même, les processus de formation de leurs halogénures métalliques (NaCl, par exemple) sont également des expériences démonstratives de cette réactivité.

Elément de plus grand caractère métallique

Le sens de la flèche bleue dans l'image du tableau périodique mène aux éléments francio et césium. Le francium est plus métallique que le césium, mais contrairement à ce dernier, le francium est artificiel et radioactif. Pour cette raison, le césium occupe la place de l'élément naturel de plus grand caractère métallique.

En fait, l’une des réactions les plus connues (et explosives) est celle qui se produit lorsqu’une pièce (ou des gouttes) de césium entre en contact avec de l’eau.

La forte réactivité du césium, qui se traduit également par la formation de composés beaucoup plus stables, est responsable de la libération soudaine d'énergie:

2Cs (s) + 2H ₂ O → 2CsOH (aq) + H2 (g)

L'équation chimique permet de voir l'oxydation du césium et la réduction de l'hydrogène de l'eau en hydrogène gazeux.

Elément de petit personnage métallique

Dans la diagonale opposée, dans le coin supérieur droit du tableau périodique, le fluor (F ₂, image du haut) est en tête de la liste des éléments non métalliques. Parce que? Parce que c'est l'élément le plus électronégatif de la nature et celui dont l'énergie d'ionisation est la plus basse.

En d'autres termes, il réagit avec tous les éléments du tableau périodique pour former l'ion F- et non F +.

Il est très peu probable que le fluor perde des électrons dans une réaction chimique, bien au contraire des métaux. C'est pour cette raison que c'est l'élément de caractère le moins métallique.