Caratteristiche e proprietà di metalli, non metalli e semimetalli

• Metalli

Quali sono le caratteristiche generali dei metalli?

Fanno parte dei metalli gli elementi dei gruppi IA (tranne l’idrogeno), IIA e IIIA (tranne il boro), gli elementi di transizione e di transizione interna, stagno e piombo del gruppo IVA e il bismuto del gruppo VA. Tutti i metalli, a eccezione del mercurio, a temperatura ambiente sono solidi. La loro struttura elettronica è caratterizzata da bassa elettronegatività e da basso numero di elettroni negli orbitali di valenza. I metalli sono caratterizzati da:

• Buona conducibilità elettrica;

• Buona conducibilità termica;

• Elevata durezza (misurabile con la scala di Mohs);

• Elevata densità;

• Malleabilità (proprietà di essere lavorati per ottenere lamine sottili);

• Duttilità (proprietà di essere lavorati per ottenere fili);

• Alti punti di fusione.

Proprietà chimiche dei metalli

I diversi metalli hanno proprietà chimiche diverse: alcuni, ad esempio l’oro e l’argento reagiscono con difficoltà e sono perciò detti metalli nobili, mentre altri, come ad esempio il ferro, sono molto inclini a legarsi ad altri atomi e, di conseguenza, in natura non si trovano quasi mai in forma non combinata.

I metalli reagiscono con l’ossigeno per dar luogo a una serie di composti detti ossidi basici, e questi reagendo con l’acqua danno origine agli idrossidi. Reagendo con i non metalli danno i sali. I metalli alcalino terrosi ed alcalini hanno una basse energia di ionizzazione e tendono a perdere un elettrone che acquistarlo durante i legami chimici.

• Non metalli

Caratteristiche generali dei non metalli

Fanno parte dei non metalli i gas nobili, tutti gli elementi del gruppo VIIA e ossigeno, zolfo, selenio, azoto, fosforo, carbonio e idrogeno. I non metalli sono caratterizzati da alta elettronegatività e dalla presenza di molti elettroni sugli orbitali di valenza. A temperatura ambiente alcuni non metalli sono solidi, ma la gran parte di loro è aeriforme: tutti i gas nobili sono in forma di gas monoatomici (formati di singoli atomi) mentre altri non metalli formano gas biatomici, come l’idrogeno, H2, l’ossigeno, O2, e l’azoto, N2. I non metalli hanno proprietà opposte a quelle dei metalli:

• Scarsa conducibilità elettrica;

• Scarsa conducibilità termica;

• Scarsa duttilità;

• Scarsa malleabilità;

• Elevato potere isolante;

Proprietà chimiche dei non metalli

I vari non metalli hanno reattività chimica diversa: alcuni sono molto reattivi, altri – come i gas nobili – lo sono molto poco. I non metalli reagiscono con l’ossigeno per dar luogo a una serie di composti detti ossidi acidi o anidridi, che a loro volta reagiscono con l’acqua dando origine agli acidi. Tendono a formare ioni negativi.

• Semimetalli
I semimetalli (o metalloidi) sono: boro, silicio, germanio, arsenico, antimonio, tellurio e polonio (tutti elementi collocati nel blocco p). Hanno orbitali di valenza semipieni e valori intermedi di elettronegatività. Hanno proprietà intermedie tra quelle dei metalli e dei non metalli: sono semi-conduttori, quindi conducono l’elettricità, ma lo fanno in modo meno efficace rispetto ai metalli. Il loro comportamento chimico varia a seconda dell’elemento con cui reagiscono, per cui vengono detti anfoteri.

Tendenze nella tavola periodica

In linea generale, e fatte salve le differenze dovute alle caratteristiche dei singoli elementi, è possibile dire che il carattere metallico dei diversi elementi della tavola periodica tende a essere alto per gli atomi collocati nella parte bassa e sinistra della tavola, mentre il carattere non metallico aumenta nella parte alta e destra della tavola.