Rebajas de verano : ¡ -30% de descuento en todo el sitio ! |
Los no metales, a excepción del hidrógeno, se encuentran en la esquina superior derecha de la tabla periódica, mientras que los metales están a la izquierda. Sin embargo, no siempre es pertinente categorizar los elementos en función de su posición. En efecto, otros elementos como el silicio, el arsénico, el boro, el antimonio, el germanio y el telurio están a medio camino entre los metales y los no metales. Son metaloides o semimetales.
Los no metales son elementos químicos cuyos átomos del cuerpo simple no están unidos por enlaces metálicos. En efecto, están ensamblados por enlaces intermoleculares o enlaces covalentes.
Un no metal es un buen aislante térmico y eléctrico. Existe un gran número de no metales volátiles. Exceptuando el carbono, poseen una densidad baja así como la capacidad de cambiar de estado a temperaturas más bajas que las de un metal.
La electronegatividad y la energía de ionización de un no metal son elevadas. Es capaz de formar enlaces iónicos con múltiples elementos químicos. Sus óxidos son muy ácidos.
La tabla periódica contiene diecisiete no metales. Están clasificados en tres categorías bien distintas:
Los no metales son los elementos que no son ni metaloides ni halógenos, en la tabla periódica. Tampoco son metales, ya que sus propiedades físicas no son iguales. Por ejemplo, estos últimos son elementos químicos duros. En cambio, casi todos los no metales son blandos.
Aquí están las principales propiedades de los diecisiete no metales de la tabla periódica.
Los no metales son cinco veces menos numerosos que los metales. Sin embargo, constituyen en gran parte los seres vivos. En efecto, el nitrógeno, el hidrógeno, el fósforo, el oxígeno y el carbono son los principales constituyentes de las moléculas biológicas. Además, el azufre y el selenio son componentes de numerosas proteínas.
El oxígeno constituye aproximadamente el 50% de la masa de los océanos, la corteza terrestre y la atmósfera. En cuanto al helio e hidrógeno, estos dos elementos representan más del 99% de la materia compuesta esencialmente de bariones del Universo.
Los no metales forman un conjunto de cuerpos simples cuyos átomos no están unidos por enlaces metálicos. En la tabla periódica, recorriéndola hacia la derecha partiendo de los metaloides, los enlaces de los átomos de cada cuerpo simple están marcados por una especificidad en su número. En efecto, los átomos forman enlaces covalentes decrecientes con las partículas de sus elementos químicos vecinos.
Se registran así tres familias de no metales: los no metales poliatómicos, los no metales diatómicos y los gases nobles.
Forman dos, tres o cuatro enlaces covalentes por átomo. Estos elementos son sólidos a presión y temperatura ambientes. Sus propiedades se aproximan a las de los metaloides. Es el caso del fósforo negro, del carbono grafito y del selenio.
En estado estándar, se pueden censar cuatro elementos químicos no metales poliatómicos. Se trata del fósforo, del selenio, del carbono y del azufre. Estos elementos químicos son sólidos en estado estándar. A diferencia de los otros no metales, todos presentan un carácter metálico mucho más marcado. Estos cuerpos simples poseen la facultad de existir bajo diversas estructuras moleculares o cristalinas diferentes. Generalmente son semiconductores, como el caso del selenio gris y del carbono grafito.
Entre estos cuatro no metales poliatómicos, el azufre es el elemento químico menos metálico. En efecto, sus estructuras cristalinas son tanto vítreas como quebradizas. También está dotado de una baja conductividad eléctrica.
Las particularidades de las propiedades químicas de los no metales poliatómicos residen en su coordinación, su temperatura de ebullición y de fusión elevadas. Los no metales poliatómicos disponen de la más amplia amplitud líquida y su volatilidad a temperatura ambiente es la más baja.
Los no metales poliatómicos presentan una tendencia desarrollada a la catenación. En otros términos, son capaces de formar una larga estructura idéntica a una cadena por medio de una serie de enlaces covalentes. En cambio, presentan una baja afinidad con el hidrógeno.
La facultad del carbono a la catenación es de importancia capital en bioquímica y en química orgánica. En efecto, la química de los hidrocarburos está basada en esta formación y asegura la producción de cadenas carbonadas. Estas últimas constituyen el esqueleto de un gran número de moléculas biológicas.
Los no metales diatómicos son capaces de presentar múltiples fases metálicas a alta presión. Forman un enlace covalente por átomo. Más precisamente, la molécula de estos elementos está formada por dos átomos, se dice diatómica.
En estado estándar, siete elementos químicos son no metales diatómicos, estos son:
Dos de estos no metales diatómicos son volátiles a temperatura ambiente, mientras que el resto es gaseoso a presión y temperatura ambientes. En principio, estos elementos químicos son excelentes aislantes eléctricos. Son, por otra parte, electronegativos, excepto el hidrógeno. Este último posee una configuración electrónica específica. Así, es débilmente electronegativo.
La coordinación de los no metales diatómicos es igual a uno. Respecto a los no metales poliatómicos, tienen temperaturas de ebullición y de fusión más bajas. Contrariamente a estos últimos, su alotropía también es menos desarrollada. En cambio, su aptitud para establecer enlaces hidrógeno es mucho más marcada. En cuanto a su energía de ionización, también es más elevada que la de los no metales poliatómicos.
Un gas noble es monoatómico. Es poco reactivo. Seis gases nobles están censados en la tabla periódica, son el helio, el argón, el xenón, el neón, el kriptón y el radón. Estos elementos constituyen una familia homogénea. Estos gases son incoloros e inertes, a temperatura y presión normales.
Cada uno de estos gases presenta la más fuerte energía de ionización de su período. Los gases nobles establecen enlaces interatómicos muy débiles. Es por eso que sus temperaturas de ebullición y de fusión son bajas.
He aquí una tabla recapitulativa de las propiedades físicas de los diferentes tipos de no metales:
| Propiedades físicas | Gases nobles | No metales diatómicos | No metales poliatómicos |
| Estado estándar | Gaseoso | Mayoritariamente gaseosos | Sólido |
| Coordinación | 0 | 1 | 2,3 o 4 |
| Alotropía | Sin alótropos | Pocos alótropos | Varios alótropos |
| Apariencia | Incoloros | Variabilidad de colores y superficies mates en estado sólido (excepto el yodo) | Variabilidad de colores, superficies vítreas |
| Elasticidad | Blandos, menor resistencia mecánica en estado sólido | Quebradizos en estado sólido | A menudo quebradizos, maleables, dúctiles o flexibles |
| Punto de ebullición | Bajo a muy bajo (5 K a 212 K) | Bajo a bastante elevado (21 K a 458 K) | Elevado a muy elevado (718 K a 4 300 K) |
| Punto de fusión | Bajo a muy bajo (1 K a 202 K) | Bajo (15 K a 387 K) | Elevado (389 K a 3 800 K) |
| Conductividad eléctrica | Mala | Mala a débil | Mala a buena |
| Intervalo líquido | Muy estrecho | Estrecho | Bastante extenso |
| Volatilidad (a temperatura y presión ambientes) | Generalmente los más volátiles | Volátiles | Poco volátiles |
| Energía de ionización (kJ·mol−1) | Entre las más elevadas (10,75 a 24,59) | Elevada (10,45 a 17,42) | Baja (9,75 a 11,26) |
| Naturaleza química | Inerte a no metálica, a excepción del radón parcialmente catiónico | No metálica, a excepción del yodo parcialmente metálico | No metálica a parcialmente metálica |
| Electronegatividad (escala de Allen) | Muy elevada (2,582 a 4,789) | Elevada (2,300 a 4,193) | Baja (2,253 a 2,589) |
| Catenación | Poca afinidad | Tendencia menor | Tendencia marcada |
| Óxidos | El dióxido de xenón es polimérico. Los óxidos de los otros gases raros son moleculares. No forman vidrios. | Los óxidos de yodo pueden ser poliméricos. Estos elementos no forman vidrios. | Todos los elementos tienen al menos una forma polimérica. La mayoría de estos elementos (el azufre, el fósforo y el selenio) forman vidrios. El dióxido de carbono CO2 forma un vidrio a 40 Gpa. |
| Enlaces hidrógeno | Conocido para el argón, el kriptón y el xenón | Fuerte aptitud | Débil aptitud |
| Estados de oxidación | • Se conocen los estados de oxidación positivos, y únicamente para los gases raros más pesados • De +8 para el xenón a +2 para el radón, el xenón y el kriptón | • Negativos para todos estos elementos, pero inestable para el hidrógeno • Positivos para todos estos elementos excepto el flúor, excepcionalmente para el oxígeno • De ‒3 para el nitrógeno a +7 para el yodo, el cromo y el bromo | • Positivos y negativos • De ‒4 para el carbono hasta +6 para el selenio y el azufre |
Un gran número de no metales disponen de varias formas alotrópicas. En otras palabras, estos cuerpos simples tienen la capacidad de presentarse bajo formas moleculares o cristalinas diferentes. Según los casos, estos elementos disponen de propiedades más o menos metálicas.
El carbono diamante es un mal conductor de electricidad. Presenta una apariencia transparente y no es metálico. En cambio, el carbono grafito es de apariencia brillante. En este estado estándar, el carbono es un bastante buen conductor de electricidad. El C60 o el buckminsterfullereno son, entre otros, otros alótropos del carbono.
El nitrógeno es un no metal capaz de formar tetranitrógeno (N4) y dinitrógeno (N2) estándar. El tetranitrógeno es un alótropo gaseoso inestable. Su vida útil es de aproximadamente un microsegundo.
El oxígeno estándar está constituido por dos átomos en forma de dioxígeno O2. Sin embargo, también existe en molécula triatómica, esta fórmula O3 constituye el ozono. Este último es inestable y su vida útil es aproximadamente de media hora.
El fósforo dispone de alótropos mucho más estables que el fósforo blanco (P4) que es su estado estándar. El fósforo rojo se deriva de este último cuando se calienta a una temperatura superior a 300 °C. Al principio, es amorfo, pero cuando el calentamiento continúa, se cristaliza en el sistema cúbico.
La forma termodinámica estable del fósforo es el fósforo negro. Es de un brillo brillante y su estructura es idéntica a la del grafito. También dispone de las mismas cualidades eléctricas. Además, el fósforo puede existir en forma de molécula diatómica inestable formada por dos átomos de P.
El azufre es el elemento que posee más alótropos. A excepción del azufre plástico, todos los demás son no metálicos.
El selenio es un elemento que dispone de varios isótopos no metálicos. Cuando es gris, es conductor de electricidad.
El yodo es un no metal existente bajo forma no cristalizada semiconductora.
Los gases nobles, los halógenos y los CHNOPS son familias de no metales que forman parte de la tabla periódica. Estos últimos están constituidos por los elementos: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre que forman el acrónimo CHNOPS.
Los gases nobles o gases raros se distinguen de los otros elementos de la tabla periódica por su inercia química bastante excepcional. Por eso están clasificados entre los “otros no metales”. Cuanto más se desciende a lo largo de la columna 18 de la tabla de Mendeléiev, más baja es su reactividad química.
En estado natural, se censan seis gases nobles, de los cuales:
El más reactivo de la familia de los gases nobles es el xenón. Estos seis elementos tienen un punto de fusión y un punto de ebullición muy bajo.
Los halógenos también están clasificados entre los “otros no metales”. Figuran en la penúltima columna de la tabla periódica. Seis elementos químicos pertenecen a la familia de los halógenos:
Los halógenos son reactivos, al contrario de los gases raros. Su reactividad química se debilita a medida que se desciende en la lista de los elementos químicos de la 17a columna de la tabla de Mendeléiev.
Los halógenos disponen todos de siete electrones de valencia y están ligados a diferentes elementos químicos. Tienen propiedades tóxicas y bactericidas notables. Por eso se utilizan en la fabricación de desinfectantes. Los halógenos también son necesarios para la síntesis de hormonas yodadas o para la composición de diversos medicamentos.
CHNOPS es el acrónimo de los seis elementos siguientes:
A esta familia se añade también el selenio. Estos CHNOPS forman parte de los elementos más abundantes en la Tierra. Son, por otra parte, los principales componentes de las materias vivas.
La tabla a continuación representa algunas propiedades de los siete otros no metales de la familia de los CHNOPS:
| Nombre Propiedades | Carbono | Hidrógeno | Nitrógeno | Oxígeno | Fósforo | Azufre | Selenio |
| Designación | 6C | 1H | 7N | 8O | 15P | 16S | 34Se |
| Estado estándar | Sólido diamagnético | Gas | Gas | Gas paramagnético | Sólido | Sólido | Sólido |
| Conductividad eléctrica (S·m-1) | 6,1 × 104 | 1,0 × 10-9 | 0,5 × 10-15 | 1,0 × 10-4 | |||
| Conductividad térmica (W·m-1·K-1) | 1,3 × 102 | 1,8 × 10-1 | 2,6 × 10-2 | 2,7 × 10-2 | 2,4 × 10-1 | 2,7 × 10-1 | 2,0 × 100 |
| Importancia fisiológica | Macroelemento | Macroelemento | Macroelemento | Macroelemento | Macroelemento | Macroelemento | Oligoelemento |
| Óxido | Ácido débil | anfolito | Ácido fuerte | Neutro | Ácido débil | Ácido fuerte | Ácido fuerte |
| Punto de fusión | 3 550 °C | −259,1 °C | −209,9 °C | −218,4 °C | 44 °C (Fósforo blanco) | 113 °C | 217 °C |
| Punto de ebullición | 4 827 °C | −252,9 °C | −195,8 °C | −182,9 °C | 280 °C (Fósforo blanco) | 444,7 °C | 685 °C |
| Funciones bioquímicas | Ubicuo (lípidos, proteínas y glúcidos) | Ubicuo (lípidos, proteínas y glúcidos) | Ubicuo (cofactores, proteínas y bases nucleicas) | Ubicuo | Ácidos nucleicos (ARN y ADN) Membranas biológicas (fosfolípidos) Energía metabólica (ATP) Mineralización de dientes y huesos (hidroxiapatita Ca10(PO4)6(OH)2) | Proteínas, vía la cisteína y la metionina Reticulación de cadenas peptídicas por puentes disulfuro Abundante en la queratina de los faneros | Reducción de derivados reactivos del oxígeno (glutatión peroxidasa) Selenoproteínas, vía la selenocisteína Funcionamiento de la tiroides (yodotironina desyodasa) |
a partir de 49€
Hecho en España
Disponible, 7 días a la semana
Dentro de 14 días, satisfecho o reembolsado
PayPal, tarjeta de crédito, Visa, Mastercard, transferencia bancaria
4x sin intereses desde 30€ de compra con PayPal