Proprietà e reattività dei metalli nella tavola periodica

Quali sono le proprietà macroscopiche dei metalli?

Dal punto di vista macroscopico (che si puo' osservare direttamente) i metalli hanno proprietà ben note:

• hanno lucentezza metallica, ossia riflettono la luce in un modo caratteristico;

• sono ottimi conduttori di calore e di elettricità;

• sono duttili (facilmente riducibili in fili) e malleabili (facilmente trasformabili in lamine) e quindi in un certo senso "plastici", modellabili, non sono fragili;

• sono quasi tutti solidi a temperatura ambiente, tranne il mercurio. La loro temperatura di fusione varia molto da metallo a metallo: si va da pochi gradi sopra la temperatura ambiente (il cesio e il francio fondono al calore delle nostre mani) ai 3422 °C a cui fonde il tungsteno, che infatti si usa nei filamenti delle lampadine a incandescenza.

•spesso hanno buona resistenza meccanica.

Proprietà chimiche dei metalli

Per quanto riguarda le proprietà chimiche essi:

• hanno bassa elettronegatività e bassa energia di ionizzazione: quindi tendono a cedere facilmente elettroni;

• formano quindi facilmente ioni positivi.

Il carattere metallico é massimo per gli elementi posti a sinistra e in basso nella tavola periodica, quelli che hanno l'elettronegatività minore. Questo spiega anche perché in alcuni gruppi il carattere metallico si manifesta solo per gli elementi a maggior massa atomica, nelle posizioni più "basse" del gruppo. Un esempio é il gruppo 4 A, in cui solo stagno e piombo hanno carattere metallico. Questo spiega anche l'andamento non verticale ma "spezzato" della linea. Tra i metalli tuttavia ci sono anche sensibili differenze.

Reattività dei metalli alcalini

• I metalli alcalini del gruppo 1 A sono molto reattivi e la loro reattività aumenta lungo il gruppo: reagiscono violentemente con l'acqua (cesio e francio danno addirittura reazioni esplosive!) e quindi non possono essere maneggiati a mani nude per evitare ustioni sulla pelle a causa della disidratazione e quindi della liberazione di calore. Si ossidano all'aria in pochi secondi.

• I metalli alcalino-terrosi del gruppo 2 A sono molto simili ai precedenti, ma nettamente meno reattivi.

Caratteristiche degli elementi di transizione

• Gli elementi di transizione (gruppi B) non reagiscono violentemente con l'acqua. Tendono ad avere una elevata o buona resistenza meccanica, soprattutto alla trazione; inoltre hanno in genere punti di fusione ed ebollizione molto alti. Come molte altre proprietà, queste sono dovute alla capacità degli elettroni dell'orbitale d di delocalizzarsi e viaggiare liberamente attraverso la matrice metallica, formando una nube di elettroni, più sono gli elettroni condivisi tra i nuclei, migliori sono le caratteristiche meccaniche del metallo. Dal punto di vista chimico essi formano ioni aventi in genere carica +1, +2, +3 e in genere danno origine a composti colorati.