Los Metales

Tema 11. Metales de los grupos principales. Tendencias periódicas de las
propiedades metálicas. Propiedades de los metales alcalinos y metales
alcalinotérreos. Métodos de obtención y compuestos industriales más
importantes. Aluminio: métodos de obtención y química en disolución
acuosa. Estaño y plomo: Estabilidad relativa de los estados de oxidación (II)
y (IV). Aplicaciones industriales. Elacumulador de plomo. Zinc y mercurio:
Propiedades generales. Aplicaciones industriales. Toxicidad del mercurio.

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Los metales alcalinos
Los metales alcalinos nunca se encuentran en forma
elemental en al naturaleza debido a su gran reactividad
química.
Se encuentran combinados con iones halogenuros,
sulfatos, carbonatos y silicatos.
Estudiaremos la

química de los primeros tresmiembros del grupo l, litio, sodio y potasio.
La química del rubidio y cesio es menos importante; todos los isótopos del
francio, el último miembro del grupo, son radiactivos.

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Litio
Aproximadamente 0.006% en masa de la corteza
terrestre es litio.
El elemento también se encuentra presente en el
agua de mar en casi 0.1 ppm en masa.
El espodumeno (LiAlSi2O6)
es el mineral másimportante que
contiene litio.

El litio metálico se obtiene por electrólisis del LiCl
fundido, al que se agregan algunas sales inertes para
bajar su punto de fusión a unos 5000C.
Como todos los metales alcalinos, el litio reacciona
con el agua fría para producir hidrógeno gaseoso:

2Li(s) + 2H2O(l)

2LiOH(ac) + H2(g)

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La química del Litio difiere de la del resto de elementosdel mismo grupo. Los siguientes ejemplos muestran las
diferencias entre el litio y los demás metales alcalinos:
•

Por combustión, el litio forma el óxido (que
contiene el ion O2-):

4Li(s) + O2(g)

2Li2O(s)

Mientras que el sodio forma el peróxido (que
contiene el ion O2-2) y el potasio forma tanto el
peróxido como el superóxido(que contiene el
ion O2-).
•

El nitruro de litio seforma por combinación
directa del metal con nitrógeno molecular. Los
nitruros de los otros metales alcalinos se
forman de modo menos directo.

•

El carbonato y el fosfato de litio son mucho
menos solubles que los carbonatos y fosfatos de
los otros metales alcalinos.

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• El Li2O es básico y reacciona con agua para formar
el correspondiente hidróxido:

Li2O(s) + H2O(l)

2LiOH(ac)

• Esta reacción es la hidrólisis del ion óxido, que es
una base fuerte de Brönsted:

O2- (ac) + H2O(l)

2OH-(ac)

• El hidróxido de litio reacciona con dióxido de
carbono formando el carbonato.

2LiOH(ac) + CO2(g)

Li2CO3(ac) + H2O(l)

Es un útil purificador de aire en los vehículos
espaciales y submarinos
• El litio se combina con hidrógeno molecular a altas
temperaturaspara formar hidruro de litio:
2Li(s) + H2(g)

2LiH(s)

• El hidruro de litio reacciona fácilmente con agua:
2LiH(s) + 2H2O(l)

2LiOH(ac) + 2H2(g)

Útil para el secado de disolventes orgánicos.

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• LiAlH4 se puede preparar por reacción del hidruro
de litio con cloruro de aluminio

4LiH(s) + AICl3(s)

LiAlH4(s) + 3LiCl(s)

• El cloruro y el bromuro de litio son sumamentehigroscópicos
Por

esta

razón

se

usan

algunas

veces

como

dehumidificadores y acondicionadores de aire.
• Algunas sales de litio, en particular el carbonato,
son muy valiosas como fármacos en el tratamiento
de pacientes maniaco-depresivos.

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Sodio y potasio
Se presentan en forma de silicatos como la albita (NaAlSi3O8) y la ortoclasa
(KAlSi3O8).
Otros minerales quecontienen sodio y potasio son la halita (NaCl), que se
muestra en la figura 20.14, el "nitro de
Chile" (NaNO3) y silvita (KCl). El cloruro
de sodio también se obtiene de la sal de
roca .
La forma más conveniente de obtener
el sodio metálico es por electrólisis del
cloruro de sodio fundido en la celda Down
•

NaCl PF(801°C),. con CaCl2, el punto
de fusión ≈200ºC
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• Potasio se...