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Enlace metálico y aleaciones – mar de electrones, conductividad, maleabilidad y triángulo de enlace

QuímicaEnlace químicoEdades 17–18

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Una capa de iones metálicos positivos en un mar de electrones deslocalizados: aplica un voltaje para ver cómo los electrones se desplazan formando una corriente, golpea el metal para que las capas se deslicen sin romperse y calienta Li, Na, K, Mg y Al para comparar sus puntos de fusión con la carga y el radio del ion. La pantalla de aleaciones añade átomos sustitucionales (latón, bronce, oro de 18 quilates, soldadura, duraluminio, acero inoxidable) o carbono intersticial (acero) que deforman las capas, con dureza, densidad y usos; un triángulo de van Arkel–Ketelaar sitúa las sustancias según la diferencia y la media de electronegatividad.

Lección: Enlace metálico, propiedades de los metales y aleaciones

Qué muestra

Los metales son redes de iones positivos unidos por su atracción hacia un mar de electrones deslocalizados. Como los electrones pueden moverse, los metales conducen la electricidad; como el enlace no tiene dirección, las capas de iones pueden deslizarse unas sobre otras, por lo que los metales son maleables y dúctiles. Una carga iónica mayor y un radio iónico menor dan una atracción más fuerte y, en general, un punto de fusión más alto. En una aleación, los átomos de distinto tamaño deforman las capas y estas se deslizan con más dificultad, por eso la aleación es más dura. El triángulo de enlace clasifica el enlace según la media y la diferencia de electronegatividades.

Cómo usarla

Elige una pestaña. En Enlace metálico, elige un Metal, mueve el control Voltaje V para iniciar una corriente y sube la Temperatura para fundir el metal; pulsa Martillo o toca la red para que las capas se deslicen. En Aleaciones, elige una Aleación, mueve el control de composición y pulsa Martillo para comparar cuánto se deslizan las capas. En Triángulo de enlace, elige Elemento A y Elemento B, un Ejemplo, o toca el triángulo.

Parámetros que puedes cambiar

  • Modo Enlace metálico, Aleaciones, Triángulo de enlace
  • Metal Litio (Li), Sodio (Na), Potasio (K), Magnesio (Mg), Aluminio (Al)
  • Voltaje V 0–0,1 V
  • Temperatura 20–750 °C
  • Aleación Acero al carbono (Fe + C), Acero inoxidable (Fe + Cr), Latón (Cu + Zn), Bronce (Cu + Sn), Aleación de oro (Au + Cu + Ag), Soldadura (Sn + Pb), Duraluminio (Al + Cu)
  • Elemento A Cs, K, Ba, Na, Li, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Si, Ag, Sn, B, P, H, C, S, I, Br, N, Cl, O, F
  • Elemento B Cs, K, Ba, Na, Li, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Si, Ag, Sn, B, P, H, C, S, I, Br, N, Cl, O, F

Preguntas para explorar

  1. ¿Por qué un metal se dobla al golpearlo con un martillo mientras que un cristal de cloruro de sodio se rompe?
  2. ¿Por qué el punto de fusión del aluminio es más alto que el del sodio?
  3. ¿Por qué añadir un poco de carbono al hierro hace el acero mucho más duro pero también más frágil?

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