Metais: Características químicas e físicas


Os metais são um grupo de elementos que possuem características semelhantes entre si, no que diz respeito à sua composição química e propriedades físicas. São encontrados em toda a natureza. O domínio das técnicas para o uso dos metais foi um elemento essencial no desenvolvimento da humanidade.

Podemos pensar na cunhagem de moedas, um sistema de troca de valores que modificou as relações comerciais. A troca de metais valiosos, como o ouro e a prata, por altos valores monetários, o uso de metais na eletrônica e nas redes de energia elétrica, a forja de espadas e armas de fogo: os metais são materiais extremamente versáteis, necessários em vários campos da tecnologia e da economia na sociedade.

Metais

Além disto, os metais estão presentes no organismo humano e são necessários para a manutenção da vida. A ausência de ferro no organismo pode causar uma anemia grave, assim como a ausência de cálcio pode causar osteoporose. Há, ainda, os metais essenciais para o sistema nervoso, como o sódio e o potássio.

Características químicas dos metais

Os metais são um grupo de elementos químicos que possuem, dentre outras características, um átomo que possui pouca força de atração com os elétrons da última camada. Em outras palavras, são elementos que possuem elétrons livres nas camadas de valência. Ao manter estes elétrons livres, os metais tornam possível que sejam realizadas ligações iônicas com outros materiais. Por este motivo os metais são bons condutores de energia elétrica e de energia térmica.

São divididos em três grupos, conforme suas propriedades de ionização e ligação com metalóides: metais alcalinos, metais alcalinos-terrosos e não metais. Com exceção dos metais alcalinos e alcalinos-terrosos, todos os outros metais são estáveis.

Os metais nobres são bastante oxidativos, principalmente na presença de um metal não nobre, sofrendo o processo de oxidação.

Nos processos químicos, os metais formam bases de Arhenius, que são bases formadas pelo ânion hidroxila. Também formam sais básicos e sais anfóteros.

Do ponto de vista da estrutura atômica, os metais possuem uma estrutura denominada como Cristalina.

Características físicas dos metais

Os metais são materiais encontrados na natureza quase sempre em estado sólido, se estiverem expostos a temperatura ambiente (em torno de 25°C). Apenas o mercúrio (Hg) é encontrado na forma líquida. Possuem brilho e cor característicos, em geral prata, com algumas exceções como o ouro, de cor amarelada, e o cobre, de cor avermelhada. Outras características físicas dos metais são:

– Brilho: quando um metal é polido, ele reflete um brilho, ou lustre, característico deste material. O brilho é a relação entre a quantidade de luz incidente e a quantidade de luz refletida. O brilho ocorre porque os metais possuem elétrons livres na superfície, que absorvem e refletem a luz.

– Maleabilidade: propriedade de transformar-se em lâminas e chapas, sem que haja rompimento.

– Ductibilidade: capacidade de formar filamentos, sem que estes se rompam.

– Condutibilidade: grande capacidade de transmitir energia elétrica e calor.

– Pontos de fusão e ebulição elevados: esta característica permite que os metais sejam utilizados em processos de altas temperaturas.

Ligas metálicas.

As ligas metálicas são combinações químicas e físicas entre metais ou entre metais e outros materiais, como o carbono. As ligas metálicas foram desenvolvidas para facilitar o trabalho com os metais, uma vez que trabalhar com o material puro pode ser complicado para algumas tarefas, principalmente na indústria.
Um bom exemplo de material gerado a partir de uma liga metálica é o aço. O aço é obtido a partir de uma liga metálica de ferro com um acréscimo de 2% de carbono. Esta mistura torna o material mais barato, mais resistente, sem risco de oxidação e mais maleável do que o ferro puro encontrado na natureza.

É possível realizar ligas com quase todos os metais existentes. As ligas de cobre são bastante utilizadas nas indústrias hidroelétricas, com fins de tornar a produção de energia mais eficaz.

Os metais e a vida cotidiana

Como elementos da natureza, os metais estão presentes em todas as partes. Muitas vezes, ouvimos que, após um longo esforço físico, um atleta precisa repor os sais minerais. São os minerais presentes no organismo humano e fundamentais para o bom funcionamento do corpo, pois ajudam a absorvem e manter a água no organismo. Bebidas como isotônicos e água de coco possuem estes minerais e ajudam nesta hidratação.

Os metais são usados também para a fabricação de panelas, eletrodomésticos, computadores, estruturas da construção civil, medicação (como é o caso do lítio, usado na psiquiatria), criação de próteses e maquinários para a indústria.

Do ponto de vista econômico, a extração de metais em grandes garimpos movimenta um número de pessoas bastante significativo. Por outro lado, as conseqüências ambientais deste extrativismo mineral são enormes. Por isto, há estudos para tentar substituir estes materiais por outros menos poluentes. Porém, até o momento, não foi descoberto nenhum outro material com as mesmas qualidades.