2. Trabajo de Química
BETTY
LOS METALES
QUÉ SON LOS METALES
Grupo de elementos químicos que presentan todas o gran parte de las siguientes propiedades físicas:
estado Sólido a Temperatura normal, excepto el Mercurio que es Líquido; opacidad, excepto en
capas muy finas; buenos conductores eléctricos y térmicos; brillantes, una vez pulidos, y estructura
cristalina en estado sólido. Formas comunes
Metales y no metales se encuentran separados en el sistema periódico por una línea diagonal de
elementos. Los elementos a la izquierda de esta diagonal son los metales, y los elementos a la
derecha son los no metales. Los elementos que integran esta diagonal —Boro, Silicio, Germanio,
Arsénico, Antimonio, Teluro, Polonio y Astato— tienen propiedades tanto metálicas como no
metálicas.
Los elementos metálicos más comunes son los siguientes: Aluminio, Bario, Berilio, Bismuto,
Cadmio, Calcio, Cerio, Cromo, Cobalto, Cobre, Oro, Iridio, Hierro, Plomo, Litio, Magnesio,
Manganeso, Mercurio, Molibdeno, Níquel, Osmio, Paladio, Platino, Potasio, Radio, Rodio, Plata,
Sodio, Tantalio, Talio, Torio, Estaño, Titanio, Volframio,Uranio, Vanadio y Cinc.
Los elementos metálicos se pueden combinar unos con otros y también con otros elementos
formando compuestos, disoluciones y mezclas. Una mezcla de dos o más metales o de un metal y
ciertos no metales como el carbono se denomina aleación. Las aleaciones de mercurio con otros
elementos metálicos son conocidas como Amalgamas.
Los metales se diferencian del resto de elementos, fundamentalmente en el tipo de enlace que
constituyen sus átomos. Se trata de un enlace metálico y en él los electrones forman una nube que
se mueve, rodeando todos los núcleos. Este tipo de enlace es el que les confiere las propiedades de
condición eléctrica, brillo etc.
Hay todo tipo de metales - metales pesados, metales preciosos, metales ferrosos, metales no
ferrosos... y el mercado de metales es muy importante en la economía mundial.
DEFINICIÓN.
Se llama metal a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la
electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus
sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución.
La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un solape entre la banda
de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le da la
capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar la
1

3. Trabajo de Química
BETTY
luz, lo que le da su peculiar brillo.
En ausencia de una estructura electrónica conocida, se usa el término para describir el
comportamiento de aquellos materiales en los que, en ciertos rangos de presión y temperatura, la
conductividad eléctrica disminuye al elevar la temperatura, en contraste con los semiconductores.
El concepto de metal refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características
metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor parte de la tabla periódica
de los elementos y se separan de los no metales por una línea diagonal entre el boro y el polonio.
En comparación con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización, por
lo que es más fácil que los metales cedan electrones y más difícil que los ganen.
En astrofísica se llama metal a todo elemento más pesado que el helio.
ESTADO NATURAL
De conformidad con su actividad química únicamente los metales situados después del hidrógeno
en la serie de actividad de los metales podrán encontrarse en estado libre o nativo.
Li K Ba Ca Na Mg Al Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
El cobre, el mercurio, la plata, el oro y los metales del grupo del platino son los únicos metales que
se presentan en estado nativo en la Naturaleza, aunque muchos de ellos se hallan también en forma
de combinación. Los minerales cuya concentración de metal es suficiente para que su extracción
resulte provechosa reciben el nombre de menas.
Esta concentración varia según el precio de los Metales. Así una Mena con un 10% de hierro no
tiene valor metalúrgico, mientras que un mineral con un 10% de cobre justifica económicamente su
explotación y un mineral con un 0,002% de oro constituye una mena valiosa de este metal. También
es de importancia la composón, lo cual supuso un gran avance.
Hasta ese momento, los metales solo podían trabajarse ejerciendo fuerza sobre ellos, es decir,
golpeándolos con otro metal. En cambio, la fundición permitió derretirlos, es decir, convertir el
elemento sólido en líquido, al someterlo a altísimas temperaturas. De esta forma, fue posible dar a
los metales la forma deseada, por ejemplo, mediante moldes. Existen diversos tipos de metales.
Normalmente, se clasifican en preciosos (oro, plata, platino) y no preciosos (hierro, cobre, estaño,
plomo).
EDAD DE LOS METALES
Iniciación del mineral; una mena sulfurada que tenga un 46% de hierro debe desecharse por una
mena óxido con menor proporción de metal.
2

4. Trabajo de Química
BETTY
HISTORIA
Los metales empezaron a utilizarse, aproximadamente, en el año 10000 a.c.; por eso, conocemos
ese período histórico como la edad de los metales, que comenzó con la edad del cobre. 5.000 años
más tarde se descubrió la fundici
Llegó un momento de la prehistoria en que los pueblos dejaron de hacer sus instrumentos con
piedra y pasaron a fabricarlos con metales (porque aprendieron las técnicas necesarias para ello). La
edad de los metales se divide en tres periodos.
• La Edad del Cobre. El cobre fue el primer metal utilizado por los seres humanos.
• La Edad del Bronce. Se llama así porque el hombre empezó a utilizar el bronce, después de
aprender a alear (mezclar) el cobre con otro metal: el estaño. Las antiguas culturas de
Mesopotamia nacieron y se desarrollaron durante la edad del bronce. Al final de ese periodo
surgieron también las primeras civilizaciones de Grecia.
• La Edad del Hierro. Los utensilios pasaron a fabricarse con hierro. Comenzó en Oriente
Próximo hace aproximadamente 3.200 años (aunque en la mayor parte de Europa no se
inició hasta hace unos 1.300 años, y en América no se trabajó el hierro hasta la llegada de los
europeos a finales del Siglo XV de nuestra era). Los europeos de la edad del hierro
pertenecieron, en su mayor parte, a la cultura celta. La edad del hierro acabó en casi toda
Europa a medida que se producía en cada zona la conquista romana
Propiedades de los metales
Propiedades físicas
Las propiedades físicas de los metales mas importantes son la del tipo general consideradas en
cualquier sustancia, tales como la densidad, puntos de fusión y de ebullición, calor especifico,
conductividad calorífica, resistencia eléctrica, coeficientes de dilatación y de compresibilidad,
estructura cristalina y las de tipo mecánico de gran interés técnico, que expresan la resistencia
ofrecida por el metal a las distintas clases de esfuerzos a que ha sido sometido.
Los metales muestran un amplio margen en sus propiedades físicas. La mayoría de ellos son de
color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto es rosáceo, el cobre rojizo y el
oro amarillo. En otros metales aparece más de un color, y este fenómeno se denomina pleocroísmo.
El punto de fusión de los metales varía entre los -39 °C del mercurio y los 3.410 °C del wolframio.
El iridio, con una densidad relativa de 22,4, es el más denso de los metales. Por el contrario, el litio
es el menos denso, con una densidad relativa de 0,53. La más baja conductividad eléctrica la tiene el
bismuto, y la más alta a temperatura ordinaria la plata.
La conductividad en los metales se puede reducir mediante aleaciones. Todos los metales se
expanden con el calor y se contraen al enfriarse. Ciertas aleaciones, como las de platino e iridio,
tienen un coeficiente de dilatación extremadamente bajo.
Las propiedades mecánicas más importantes son las correspondientes a efectos de tracción,
compresión, flexión, torsión, cizalladura, penetración (dureza), etc. La capacidad de deformación
3

5. Trabajo de Química
BETTY
plástica de un metal para poder ser estirado en alambres se denomina ductilidad y la plasticidad
correspondiente a ser laminado o martillado en chapas delgadas recibe el nombre de maleabilidad.
Los metales más maleables en el orden decreciente son oro, plata, cobre, estaño, platino, plomo,
cinc y hierro. El antimonio y el bismuto son muy frágiles, pues se rompen al martillado. El hierro
dulce o forjado puede doblarse y torcerse sin que se rompa, y de dice que es muy tenaz; en cambio
el hierro colado o fundido se rompe a la menor flexión y por tanto es frágil.
En los metales predomina el carácter electropositivo, es decir, que tienden preferentemente a formar
cationes, y en sus compuestos siempre presentan número de oxidación positivo. El enla ce metálico
difiere del enlace iónco y del covalente, y premite explicar muchas de las propiedades
características del estado metálico.
Propiedades químicas
Las propiedades químicas características de los metales son:
• Formación de cationnes: La facilidad relativa de los metales en perder electrones origina
iones positivos o cationes, los cuales constituyen radicales positivos de las sales
• Sus óxidos e hidróxidos son básicos: Si un mismo metal forma varios hidróxidos, la
basicidad de estos disminuye al aumentar el número de oxidación del elemento metálico.
• Los haluros son compuestos heteropolares que en disolución se disocian en los iones
correspondientes: Al disolver en agua el haluro de un elemento se forman iones haluro e
iones positivos del elemento unidos a moléculas de agua. Estos iones se comportan como
ácidos y la cesión de protones es tanto mayor cuanto mas elevada es la carga del elemento y
menor su radio.
• Actúan únicamente como reductores: La tendencia única de los metales en ceder electrones
les hace comportarse como reductores. El carácter reductor aumenta con aquella tendencia y
por tanto es muy elevado para los metales alcalinos y alcalinotérreos, o sea, para los
elementos situados a la izquierda de la tabla periódica y mejor aun, en la parte inferior de la
misma
Estructura electrónica
Los metales y aleaciones presentan enlace metálico al constituir cristales metálicos. Este tipo de
enlace se encuentran en metales sólidos como el cobre, hierro y aluminio. En los metales, cada
átomo metálico está unido a varios átomos vecinos. Los electrones de enlace tienen relativa libertad
para moverse a través de toda la estructura tridimensional.
Los enlaces metálicos dan lugar a las propiedades características de los metales. Hoy se acepta que
este enlace no es precisamente entre átomos, sino un enlace entre cationes metálicos y sus
electrones. El modelo más sencillo para explicarlo propone un ordenamiento de cationes en un
“mar” de electrones de valencia.
La mayoría de los metales cristalizan en el sistema cúbico, aunque algunos lo hacen en el hexagonal
y en el tetragonal.
4

6. Trabajo de Química
BETTY
APLICACIONES GENERALES DE LOS METALES.
Los metales tienen una gran importancia para nuestra sociedad desarrollada de hoy en día. Sin los
metales y los recursos minerales seguramente no podríamos tener muchos de los “lujos” de los que
disponemos:
Muchos de los importantes inventos que han permitido un avance en el desarrollo de la humanidad
no se habrían podido llevar a cabo.
Las aplicaciones de los metales son innumerables. Por poner varios ejemplos citamos los medios de
transporte modernos (como el avión, los buques, los coches, trenes...), ya que son necesarios en su
fabricación.
La electricidad, porque los metales conductores son los que permiten el paso de la misma en
los cables, sin ella no habría luz, ni agua(ya que la fuerza del agua en las tuberías la logra
gracias a la electricidad) ni nada que fuera relacionada con ella. La gran mayoría de los
metales son buenos conductores de la electricidad, el más utilizado es el cobre.
Las viviendas; es cierto que podrían haber viviendas de hormigón con vigas de madera, pero
también lo es que con vigas de metales serían más resistentes y pueden tener bastantes pisos
de altitud.
Los medios de comunicación y sistemas industriales, La mayoría de los aparatos modernos y
equipos industriales son fabricados con diferentes metales. Además porque todos los medios
de comunicación necesitan metales en sus industrias, sin los metales no habría
computadores que ordenaran a las máquinas el trabajo que deben hacer (ya se sabe que las
máquinas pueden hacer el mismo trabajo que los hombres pero muchísimo más rápido).
Por todos estos motivos podemos concluir que su utilización se centra principalmente en ámbito de
la construcción, ya que brinda ventajas considerables respecto a los otros materiales gracias a las
características que ellos poseen de durabilidad, ductibilidad, resistencia a condiciones climáticas
fuertes, etc.
5

7. Trabajo de Química
BETTY
PROCESOS INDUSTRIALES DE FABRICACIÓN EN METALES
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES
La fabricación de productos metálicos o componentes para su montaje en productos toma muchas
formas:
1. ESTAMPACIÓN:
Es uno de los procedimientos de prensa más sencillo. Se usa una perforadora endurecida
para acuñar el metal laminado a través de un troquel.
2. TROQUELADO:
Es el modelado de componentes del metal laminado entre una perforadora y un troquel. Los
componentes fabricados de esta forma tienen medidas muy exactas y el endurecimiento por
medios mecánicos le proporcionan resistencia y rigidez.
3. FRESADO:
El fresado es el empleo de una cortadora giratoria que da forma a la pieza metálica que se
trabaja en la maquina. La pieza esta sujeta a una mesa que se puede mover en relación a la
fresa.
4. RECTIFICADO:
Es el proceso de eliminación por medio del contacto autolimpiador de un material abrasivo
como el carborundo. A diferencia del corte profundo con una herramienta metálica, el
rectificado aplica sólo una fuerza diminuta a la pieza que se trabaja en la máquina.
5. TALADRO:
Taladrar un agujero circular es una de las operaciones más corrientes de cortes de metales.
La herramienta cortante suele ser una barra espiral. En industrias son corrientes las
taladradoras pluricabezales.
6. FORJA:
La forja es el modelado del metal empleando fuerzas de compresión.
El metal suele estar caliente, pero algunos procedimientos se llevan a cabo en frío. La forja
6

8. Trabajo de Química
BETTY
que ha alcanzado la temperatura especificada aumenta la plasticidad del metal, y disminuye
las fuerzas necesarias para trabajarlo.
7. FORJA DE ESTAMPACIÓN:
Es la formación de un componente con una barra metálica o palanquilla entre dos medios
troqueles. El metal caliente se coloca en el troquel inferior y el golpe de un martillo
mecánico la fuerza a entrar en la cavidad entre el troquel superior y el inferior.
Las piezas fabricadas de esta manera no suelen poder formarse con un solo martillazo en un
solo1 troquel.
Entre los metales utilizados en la forja de estampación están el acero bajo en carbono y el
acero medio de carbono, el aluminio y las aleaciones de cobre.
8. ENCABEZAMIENTO EN FRIO:
Es el proceso de convertir barras de metal frío o alambres en componentes “apretando” el
metal contra una cavidad del troquel.
El latón, el acero inoxidable, el acero bajo en carbono y el de contenido medio de carbono
son los materiales más usados por lo general en este proceso.
El único y más numeroso de este proceso está en la fabricación de pernos, tornillos,
remaches y clavos.
9. LAMINADOR DE ROSCAS:
Es un método de aplicar una rosca a pernos hechos a máquina producido por
encabezamiento en frío.
Las formas moleteadas , las acanaladuras y los engranajes helicoidales han sido unas cuantas
de las múltiples formas que se pueden hacer formando perfiles con rodillos.
10. EXTRUSION POR PERCUSION-EXTRUSION HACIA DELANTE:
Este proceso consiste en conseguir hacer entrar un cilindro caliente de metal en
un troquel de extrusión empleando un ariete hidráulico. Este método aplica
una rosca a pernos hechos a máquina producido por encabezamiento en frío.
De esta forma se puede producir un número casi infinito de secciones transversales sólidas,
así como tuberías.
Entre los productos fabricados con perfiles extraídos están: marcos de puertas y ventanas,
bisagras, componentes para cerraduras, cintas para cantos, etc. El mayor número de
secciones producidas se fabrican con aluminio y latón.
1http://html.rincondelvago.com/metales_2.html
7

9. Trabajo de Química
BETTY
11. FUNDICION EN ARENA:
Es el modelado de un metal “vertiendo” metal fundido en un molde.
La arena es un material especialmente bueno para hacer moldes. Puede resistir a
temperaturas muy altas y se puede moldear en formas complejas.
Entre los metales de fundición más corrientes están el hierro colado, acero, aleaciones de
aluminio y latón.
Los bloques del motor de automóviles y las culatas del cilindro, los soportes para
maquinaria pesada, tapas de registro, y el bastidor de tornillo de bancos de un mecánico
(como los de los talleres escolares) son ejemplos de productos fundidos en arena.
12. FUNDICION A PRESION:
Cuando se tienen que fabricar muchos artículos con la misma forma se emplea la fundición
a presión.
En este proceso, el metal fundido es forzado a entrar en la cavidad que hay entre los
troqueles a una presión elevada. Después de que se ha inyectado el metal, la presión se
mantiene mientras el metal se solidifica. Entonces los portatroqueles se abren y la pieza
fundida es expulsada automáticamente.
La fundición a presión se limita a metales no ferrosos cuyas temperaturas de fusión no
dañan los troqueles.
13. TRABAJO A MAQUINA:
A algunos componentes se les puede dar su forma definitiva con un solo procedimiento,
igual que en la fundición a presión.
8

10. Trabajo de Química
BETTY
Sin embargo muchos tienen que ser trabajados a máquina para darles una forma definitiva,
los procesos de trabajo a máquina, entre los que están: taladro, corte y rectificado, se llevan
a cabo en máquinas-herramienta.
14. TRABAJO CON TORNO:
La rotación es la operación más básica que se lleva a cabo en un torno. La herramienta se
puede mover de un lado a otro, a lo largo y en ángulo con la pieza que se trabaja en la
máquina.
Entre otras operaciones del torno están: taladrado y roscado
El torno central es solamente adecuado para “producción de piezas distintas cada vez”
Técnicas para trabajar y decorar los metales
También existen varias técnicas para trabajar el metal. Una de ellas es el martillado, conocido
también como forja: calentándolo, pero sin llegar al punto de fundición, el metal se ablanda; es
entonces cuando se golpea con otro metal, obteniendo formas todavía rudimentarias. La forja se
utiliza sobre todo con el hierro.
Otra técnica muy extendida es la soldadura. Consiste en la unión de varios metales por uno o varios
puntos, aplicando calor en las partes que se desea unir. Esta técnica fue muy utilizada en el Siglo
XX, sobre todo, por los artistas de las vanguardias europeas, como, por ejemplo, el español Julio
González.
La última de las técnicas más importantes de la metalistería es la aleación. Comenzó a usarse en el
3000 a.C., 2.000 años después de la invención de la fundición. Pero, a diferencia de esta técnica, en
la que se calienta un único tipo de metal, en la aleación intervienen varios tipos, creando así un
metal nuevo. El ejemplo más importante de aleación es la del bronce, que es el metal que resulta de
9

11. Trabajo de Química
BETTY
la unión del cobre y del estaño.
Pero, al tratar los metales, hemos de explicar también cuáles son las técnicas para decorarlos. La
primera de ellas es el repujado, quizá una de las más sencillas y primitivas que consiste en golpear
el metal desde dentro hacia fuera, es decir, desde la parte no visible a la parte visible del objeto
artístico o utilitario.
Del mismo modo funciona otra de estas técnicas decorativas, la del cincelado, pero, en este caso, el
metal se trabaja desde fuera hacia dentro. El resultado son incisiones o hendiduras que se realizan
con punzones o gubias (similares a las que se usan en la técnica del grabado).
Otra técnica muy importante es el dorado. El objeto de metal, en este caso, se decora con láminas de
oro muy finas. Este procedimiento es similar al que usaban los pintores del románico y del gótico:
los fondos de sus cuadros, e incluso las ropas de las figuras, se realizaban también con láminas de
oro, que se conocen como ‘pan de oro’.
La granulación o filigrana es otra técnica decorativa. Consiste en pegar pequeñas bolitas,
normalmente de oro, que se unen entre sí formando una fina y delicada red. Por último, hay que
hablar de la decoración con otros metales, aprovechando sus diferentes colores y texturas, y de la
decoración con otros materiales, como esmaltes, marfil, jade, ámbar, etc., también muy frecuente.
10

12. Trabajo de Química
BETTY
Propiedades de los metales
PROPIEDADES DE LOS METALES
Propiedades Fìsicas La mayoría son de color grisáceo
Todos los metales se expanden con el calor y se
contraen al enfriarse
El punto fusión varía entre -39ºC a 3410ºC
Son dúctiles y maleables
Algunos son frágiles y otros tenaces.
Presentan brillo característico.
Propiedades Quìmicas Formación de cationnes
Sus óxidos e hidróxidos son básicos
Los haluros son compuestos heteropolares
Actúan únicamente como reductores
Con los halògenos forman sales
Tabla 1.- propiedades de los metales.
Definiciones de términos
Aleación: Una aleación es la mezcla de dos o más elementos, siendo uno de ellos el meta
Arrabio: Hierro líquido con menos impurezas que el hierro inicial
Escoria: Las impurezas que reaccionan con caliza
Alto horno: Horno para hacer aleaciones y fundiciones, se alcanzan temperaturas muy elevadas.
Hay que construirlo con materiales refractarios, es decir muy resistentes al calor2
2http://www.estudiantes.info/tecnologia/metales/metales.htm
11

13. Trabajo de Química
BETTY
Índice de contenido
LOS METALES ...............................................................................................................................2
QUÉ SON LOS METALES.................................................................................................................2
.............................................................................................................................................................2
DEFINICIÓN.......................................................................................................................................2
ESTADO NATURAL ..........................................................................................................................3
EDAD DE LOS METALES ................................................................................................................3
HISTORIA ...........................................................................................................................................4
Propiedades de los metales...................................................................................................................4
Propiedades físicas ..............................................................................................................................4
Propiedades químicas ..........................................................................................................................5
Estructura electrónica ..........................................................................................................................5
APLICACIONES GENERALES DE LOS METALES.......................................................................6
PROCESOS INDUSTRIALES DE FABRICACIÓN EN METALES ...........................................7
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES..............................................................................7
1.ESTAMPACIÓN: .............................................................................................................................7
2.TROQUELADO: ..............................................................................................................................7
3.FRESADO:........................................................................................................................................7
4.RECTIFICADO: ...............................................................................................................................7
6.FORJA:..............................................................................................................................................7
7.FORJA DE ESTAMPACIÓN:...........................................................................................................8
8.ENCABEZAMIENTO EN FRIO:.....................................................................................................8
9.LAMINADOR DE ROSCAS:...........................................................................................................8
10. EXTRUSION POR PERCUSION-EXTRUSION HACIA DELANTE:.......................................8
11.FUNDICION EN ARENA: ............................................................................................................9
12.FUNDICION A PRESION: ............................................................................................................9
13.TRABAJO A MAQUINA: .............................................................................................................9
14.TRABAJO CON TORNO: ...........................................................................................................10
Técnicas para trabajar y decorar los metales .....................................................................................10
Propiedades de los metales.................................................................................................................12
..........................................................................................................................................................12
PROPIEDADES DE LOS METALES...............................................................................................12
Definiciones de términos ...................................................................................................................12
12