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Física y Química 3.º ESO · La tabla periódica: grupos, familias y carácter metálico

Carácter metálico y reactividad

Objetivo: Al terminar, sabrás situar en la tabla periódica los elementos más metálicos y los más no metálicos, ordenar elementos por su carácter metálico y relacionarlo con lo reactivos que son.

Explicación

¿Qué es el carácter metálico?

Los metales tienen pocos electrones en su última capa y tienden a perderlos, formando iones positivos (cationes): $\text{Na} \rightarrow \text{Na}^+$ . Los no metales tienden a ganar electrones y formar iones negativos (aniones): $\text{Cl} \rightarrow \text{Cl}^-$ .

El carácter metálico de un elemento es su tendencia a perder electrones y a comportarse como un metal. Cuanto más fácilmente pierde electrones, más metálico es.

Cómo varía en la tabla periódica

En un grupo, el carácter metálico aumenta hacia abajo. Al bajar, el átomo tiene más capas y el electrón de la última capa está más lejos del núcleo, que lo atrae menos: se pierde con más facilidad.
En un periodo, el carácter metálico aumenta hacia la izquierda. Los elementos de la izquierda tienen 1, 2 o 3 electrones en la última capa y les cuesta poco perderlos; los de la derecha tienen 5, 6 o 7 y tienden a ganar los que les faltan.

Por tanto, los elementos más metálicos están abajo a la izquierda (cesio, francio) y los más no metálicos, arriba a la derecha (flúor, oxígeno). Los gases nobles quedan aparte: ni ganan ni pierden electrones.

Carácter metálico y reactividad

La reactividad es la facilidad con la que un elemento reacciona con otras sustancias.

Metales: cuanto más metálico, más reactivo. En los alcalinos: $\text{Li} < \text{Na} < \text{K} < \text{Rb} < \text{Cs}$ . Los metales de la zona central, como el oro o el platino, son muy poco reactivos (por eso se usan en joyería).
No metales: cuanto más no metálico (más arriba y a la derecha), más reactivo. En los halógenos: $\text{F} > \text{Cl} > \text{Br} > \text{I}$ . El flúor es el elemento más reactivo de todos.
Gases nobles: prácticamente no reaccionan.

En resumen: los elementos más reactivos están en los extremos de la tabla (alcalinos abajo a la izquierda, halógenos arriba a la derecha).

Puntos clave

Carácter metálico: tendencia a perder electrones y formar iones positivos.
Aumenta hacia abajo en un grupo y hacia la izquierda en un periodo.
Los más metálicos están abajo a la izquierda; los más no metálicos, arriba a la derecha.
En los metales, más carácter metálico = más reactivo (Li < Na < K).
En los no metales, la reactividad aumenta hacia arriba y a la derecha (F > Cl > Br > I).
Los gases nobles casi no reaccionan.

Errores frecuentes

ErrorPensar que la reactividad aumenta hacia abajo en todos los grupos.
Cómo corregirloEso pasa en los metales (alcalinos, alcalinotérreos). En los halógenos es al revés: el más reactivo es el de arriba, el flúor.
ErrorDecir que el flúor es muy metálico porque es muy reactivo.
Cómo corregirloEl flúor es muy reactivo porque es muy no metálico: tiende a ganar electrones con muchísima facilidad.
ErrorPensar que todos los metales son muy reactivos.
Cómo corregirloSolo los de la izquierda (alcalinos y alcalinotérreos). Muchos metales de transición, como el oro, la plata o el platino, apenas reaccionan.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1. Ordenar elementos del periodo 3 razonamiento con la tabla
Ordena de mayor a menor carácter metálico estos elementos del periodo 3: aluminio (Al), sodio (Na), cloro (Cl), magnesio (Mg) y fósforo (P). ¿Cuál tenderá a formar iones positivos con más facilidad? ¿Y cuál tenderá a formar iones negativos?

Resolución
1. Todos están en el mismo periodo, así que el carácter metálico aumenta hacia la izquierda.
2. Buscamos sus grupos: Na (1), Mg (2), Al (13), P (15), Cl (17).
3. Ordenamos de izquierda a derecha: $\text{Na} > \text{Mg} > \text{Al} > \text{P} > \text{Cl}$
4. El que forma iones positivos con más facilidad es el sodio (tiene 1 electrón en la última capa y lo pierde fácilmente: $\text{Na}^+$ ). El que tiende a formar iones negativos es el cloro (tiene 7 y gana 1: $\text{Cl}^-$ ).
Ejemplo 2. ¿Por qué el oro de un galeón sigue brillando? situación real
En los restos de galeones hundidos hace siglos se recuperan monedas de oro tan brillantes como el primer día, mientras que los cañones de hierro aparecen cubiertos de óxido. Y nunca se encuentra sodio metálico en la naturaleza. Explica estas observaciones con la reactividad de los metales.

Resolución
- El oro es un metal de transición muy poco reactivo: no reacciona con el agua del mar ni con el oxígeno, así que no se oxida y conserva su brillo.
- El hierro es más reactivo: con el oxígeno y el agua se oxida y se forma herrumbre (óxido de hierro).
- El sodio es un alcalino, muy reactivo: reacciona enseguida con el agua y el oxígeno. Por eso en la naturaleza solo aparece combinado, por ejemplo en la sal común ( $\text{NaCl}$ ).

Ejercicios

De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.

1. Fácil
Ordena de menor a mayor carácter metálico: potasio (K), litio (Li), cesio (Cs) y sodio (Na). ¿Cuál de ellos reaccionará con el agua de forma más violenta?

Ver solución
Li < Na < K < Cs. El cesio.
Los cuatro son alcalinos (grupo 1); el carácter metálico aumenta hacia abajo: Li (periodo 2) < Na (3) < K (4) < Cs (6). En los metales, más carácter metálico significa más reactividad: el cesio reacciona de forma más violenta.
2. Fácil
Ordena de mayor a menor reactividad los halógenos flúor (F), yodo (I), cloro (Cl) y bromo (Br). Justifica tu respuesta.

Ver solución
F > Cl > Br > I.
Son no metales del grupo 17. Su carácter no metálico (tendencia a ganar electrones) es mayor cuanto más arriba están, y con él su reactividad: F (periodo 2) > Cl (3) > Br (4) > I (5).
3. Media
Observa estos pares y elige en cada uno el elemento con más carácter metálico. Justifícalo con su posición en la tabla: a) Mg o Ca; b) Na o Al; c) Si o S; d) K o Br.

Ver solución
a) Ca. b) Na. c) Si. d) K.
a) Mg y Ca están en el grupo 2; el Ca está más abajo → Ca. b) Na y Al están en el periodo 3; el Na está más a la izquierda → Na. c) Si (grupo 14) y S (grupo 16) en el periodo 3; el Si está más a la izquierda → Si. d) K (grupo 1) y Br (grupo 17) en el periodo 4; el K está más a la izquierda → K.
4. Media
En el laboratorio se echa un trozo de magnesio en agua fría y apenas se ven burbujas; un trozo de calcio en agua fría burbujea claramente. a) ¿Cuál de los dos es más reactivo? b) ¿Concuerda con su posición en la tabla? c) ¿Qué esperarías con un trozo de bario (Ba), que está en el mismo grupo, en el periodo 6?

Ver solución
a) El calcio. b) Sí: está debajo del magnesio en el grupo 2. c) Reaccionaría aún con más fuerza.
a) El calcio, porque reacciona más rápido con el agua (más burbujas de hidrógeno). b) Sí. Mg y Ca son alcalinotérreos (grupo 2); el Ca está debajo (periodo 4 frente a 3), así que es más metálico y, por ser un metal, más reactivo. c) El bario está todavía más abajo: es más metálico y reaccionará con más fuerza que el calcio.

Para practicar más

1. Fácil
¿En qué zona de la tabla periódica están los elementos con más carácter metálico? ¿Y los de más carácter no metálico? Pon un ejemplo de cada uno.

Ver solución
Más metálicos: abajo a la izquierda (cesio, francio). Más no metálicos: arriba a la derecha (flúor, oxígeno).
El carácter metálico aumenta hacia abajo y hacia la izquierda, así que los elementos más metálicos están abajo a la izquierda (cesio, francio). Los más no metálicos están arriba a la derecha, sin contar los gases nobles (flúor, oxígeno).
2. Media
Ordena de mayor a menor carácter metálico: silicio (Si), sodio (Na), azufre (S), aluminio (Al). ¿Cuál tenderá a ganar electrones?

Ver solución
Na > Al > Si > S. El azufre.
Están en el periodo 3: Na (grupo 1), Al (13), Si (14), S (16). Hacia la izquierda, más metálico: Na > Al > Si > S. El azufre, con 6 electrones en la última capa, tiende a ganar 2 ( $\text{S}^{2-}$ ).
3. Media
Explica por qué las joyas se hacen de oro, plata o platino y nunca de potasio, aunque todos sean metales.

Ver solución
Oro, plata y platino son metales muy poco reactivos; el potasio es un alcalino muy reactivo.
El potasio es un alcalino (grupo 1, abajo a la izquierda): tiene mucho carácter metálico y es muy reactivo; reaccionaría con el sudor (agua) y con el oxígeno del aire, incluso ardiendo. El oro, la plata y el platino son metales de transición muy poco reactivos: no se oxidan y mantienen su brillo.
4. Difícil
Cuatro elementos ocupan estas posiciones: A (grupo 1, periodo 5), B (grupo 17, periodo 2), C (grupo 2, periodo 3) y D (grupo 18, periodo 3). a) ¿Cuál tiene más carácter metálico? b) ¿Cuál es el no metal más reactivo? c) ¿Cuál prácticamente no reacciona? d) Qué ion formarán A, B y C. e) Identifica los cuatro elementos con la tabla.

Ver solución
a) A. b) B. c) D. d) A⁺, B⁻, C²⁺. e) A = Rb, B = F, C = Mg, D = Ar.
a) A: está en el grupo 1 y es el que está más abajo de los metales. b) B: es un halógeno del periodo 2 (arriba a la derecha), el no metal más reactivo. c) D: grupo 18, gas noble. d) A tiene 1 electrón en la última capa y lo pierde: $\text{A}^+$ ; B tiene 7 y gana 1: $\text{B}^-$ ; C tiene 2 y los pierde: $\text{C}^{2+}$ . e) A = rubidio (Rb), B = flúor (F), C = magnesio (Mg), D = argón (Ar).

¿Cómo te ha ido con esta lección?