alt=|miniaturadeimagen|350x350px Los no metales son elementos químicos que no son buenos conductores de la corriente eléctrica y el calor. Son muy débiles, por lo que no se pueden ni estirar ni convertir en una lámina.
Las propiedades químicas de los no metales, a diferencia de los metales, son muy diversas, a pesar de que representan un número muy reducido, la mayoría de ellos son esenciales para los sistemas biológicos (oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre). En el grupo de los no metales se incluyen los halógenos (flúor, cloro, bromo, yodo, astato y teneso), que tienen 7 electrones en su última capa de valencia y los gases nobles (helio, neón, argón, kriptón, xenón, radón), que tienen 8 electrones en su última capa (excepto el helio, que tiene 2). Por lo tanto, dicha capa está completa y son poco reactivos. El resto de los no metales pertenecen a diversos grupos y son hidrógeno, carbono, azufre, selenio, nitrógeno, oxígeno y fósforo. Las propiedades únicas del hidrógeno lo apartan del resto de los elementos en la Tabla Periódica de Elementos.
Los no metales son los elementos situados a la derecha en la Tabla, por encima de la línea quebrada de los grupos 14 a 17 (incluido el hidrógeno). Colocados en orden creciente de número atómico, los elementos pueden clasificarse por similitud de propiedades en 18 familias o grupos (verticalmente por columnas).
Desde el punto de vista de la electrónica, los elementos de una familia poseen la misma configuración electrónica en la última capa, aunque difieren en el número de capas (períodos). Los grupos o familias son 18 y se corresponden con las columnas de la Tabla Periódica de Elementos.
La mayoría de los no metales tienen aplicaciones biológicas, tecnológicas o domésticas. Los organismos vivos están compuestos casi en su totalidad por los no metales hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno. Casi todos los no metales tienen usos individuales en medicina, farmacias, iluminación, lasers y artículos domésticos.
Aunque el término "no metálico" se remonta a 1566, no existe una definición precisa de no metal ampliamente aceptada. Algunos elementos presentan una marcada mezcla de propiedades metálicas y no metálicas, y los casos límite que se consideran no metales varían en función de los criterios de clasificación. Catorce elementos se reconocen siempre como no metales y otros nueve se califican parcialmente como no metales. Definición y elementos aplicables miniaturadeimagen|Muestra de Bromo Un no metal es un elemento químico que se considera que carece de una preponderancia de propiedades metálicas como el brillo, la deformabilidad, una buena conductividad térmica y eléctrica y la capacidad de formar un óxido básico (en lugar de ácido).Glinka 1958, p. 77; Oxtoby, Gillis & Butler 2015, p. I.23 Puesto que no existe una definición rigurosa de un no metal,Godovikov & Nenasheva 2020, p. 4Sanderson 1957, p. 229Morely & Muir 1892, p. 241 existe cierta variación entre las fuentes en cuanto a qué elementos se clasifican como tales. Las decisiones implicadas dependen de qué propiedad o propiedades se consideran más indicativas del carácter no metálico o metálico.Kneen, Rogers & Simpson 1972, pp. 321, 404, 436
Aunque Steudel,Steudel 2020, p. 43 en 2020, reconoció veintitrés elementos como no metales, cualquier lista de este tipo está abierta a cuestionamiento.Larrañaga, Lewis & Lewis 2016, p. 988 Catorce casi siempre reconocidos son hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre; los altamente reactivos halógenos, flúor, cloro, bromo y yodo; y los gases nobles helio, neón, argón, kriptón, xenón y radón (véase, por ejemplo, Larrañaga et al). Los autores reconocieron el carbono, el fósforo y el selenio como no metales; VernonVernon 2013 había informado anteriormente de que estos tres elementos a veces se consideraban metaloides. Los elementos comúnmente reconocidos como metaloides, a saber, boro; silicio y germanio; arsénico y antimonio; y telurio se cuentan a veces como una clase intermedia entre los metales y los no metales cuando los criterios utilizados para distinguir entre metales y no metales no son concluyentes.Hill 2017 En otras ocasiones se cuentan como no metales a la luz de su química no metálica.Johnson 1966, p. 4
De los 118 elementos conocidosTabla Periódica de los Elementos de la IUPAC no más del 20% se consideran no metales.Johnson 2007, p. 13 El estatus de unos pocos elementos es menos seguro. El astato, el quinto halógeno, a menudo se ignora debido a su rareza e intensa radioactividad;Bodner & Pardue 1993, p. 354; Cherim 1971, p. 98 la teoría y las pruebas experimentales sugieren que es un metal.Restrepo et al. 2006, p. 411; Thornton & Burdette 2010, p. 86; Hermann, Hoffmann & Ashcroft 2013, pp. 11604-1-11604-5 Los elementos superpesados copernicio (Z= 112), flerovio (Z= 114), y oganesón (Z=118) pueden resultar no metales; su estatus no ha sido confirmado.Mewes et al. 2019; Smits et al. 2020; Florez et al. 2022
Características miniaturadeimagen|Azufre nativo, un no metal.
Los no metales varían mucho en su apariencia, no son lustrosos y por lo general son malos conductores del calor y la electricidad. Sus puntos de fusión son más bajos que los de los metales (aunque el diamante, una forma de carbono, funde a 3570 °C). Varios no metales existen en condiciones ordinarias como moléculas diatómicas.
En esta lista están incluidos cinco gases (H2, N2, O2, F2 y Cl2), un líquido (Br2) y un sólido volátil (I2). El resto de los no metales son sólidos que pueden ser duros como el diamante o blandos como el azufre. Al contrario de los metales, son muy frágiles y no pueden estirarse ni en hilos ni en láminas.
Se encuentran en los tres estados de la materia a temperatura ambiente: son gases (como el oxígeno), líquidos (bromo) y sólidos (como el carbono). No tienen brillo metálico y no reflejan la luz. Muchos no metales se encuentran en todos los seres vivos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre en cantidades importantes. Otros son oligoelementos: selenio, yodo, cloro.
Pueden ser sólidos, líquidos o gases, indistintamente. Sus puntos de fusión y ebullición dependen de sus propiedades químicas, que están relacionadas con su capacidad para ganar electrones (los de la última capa, o sea los de valencia).
No conducen bien la electricidad, muchos ante ella se descomponen o recombinan químicamente. Con el agua dan generalmente sustancias ácidas. Están ubicados a la derecha de la Tabla Periódica de Elementos, y al combinarse químicamente ganan electrones para adquirir la configuración electrónica del gas noble del mismo periodo. Propiedades generales Físicas Las propiedades físicas se aplican a los elementos en sus formas más estables en condiciones ambientales
Aproximadamente la mitad de los elementos no metálicos son gases; la mayoría del resto son sólidos brillantes. El bromo, el único líquido, es tan volátil que suele estar cubierto por una capa de sus vapores; el azufre es el único no metal sólido coloreado. Los no metales fluidos tienen densidades, punto de fusión y punto de ebullición muy bajos, y son malos conductores de calor y electricidad.Kneen, Rogers & Simpson 1972, pp. 261-264 Los elementos sólidos tienen densidades bajas, son quebradizos o desmenuzables con baja resistencia mecánica y estructural,Phillips 1973, p. 7 y de malos a buenos conductores.
Las estructuras internas y las disposiciones de enlace de los no metales explican sus diferencias de forma. Los que existen como átomos discretos (por ejemplo, xenón) o moléculas (por ejemplo, oxígeno, azufre y bromo) tienen puntos de fusión y ebullición bajos, ya que se mantienen unidos por débiles fuerzas de dispersión de London que actúan entre sus átomos o moléculas.Zumdahl & DeCoste 2010, pp. 455, 456, 469, A40 Muchos son gases a temperatura ambiente. Los no metales que forman estructuras gigantes, como cadenas de hasta 1000 átomos (por ejemplo, el selenio),Still 2016, p. 120 láminas (por ejemplo, el carbono) o entramados tridimensionales (por ejemplo, el silicio), tienen puntos de fusión y ebullición más altos, ya que se necesita más energía para superar sus enlace covalentes más fuertes, por lo que todos son sólidos. Los que están más cerca del lado izquierdo de la tabla periódica, o más abajo en una columna, suelen tener algunas interacciones metálicas débiles entre sus moléculas, cadenas o capas, en consonancia con su proximidad a los metales; esto ocurre en el boro,Siekierski & Burgess 2002, p. 86 carbono,Charlier, Gonze & Michenaud 1994 fósforo,Taniguchi et al. 1984, p. 867: "... el fósforo negro ... [se] caracteriza por las bandas de valencia anchas con naturaleza bastante deslocalizada"; Morita 1986, p. 230; Carmalt & Norman 1998, p. 7: "Por lo tanto, cabe esperar que el fósforo ... tenga algunas propiedades metaloides"; Du et al. 2010. Se cree que las interacciones entre capas en el fósforo negro, que se atribuyen a las fuerzas de van der Waals-Keesom, contribuyen a la menor brecha de banda del material a granel (calculada 0,19 eV; observada 0,3 eV) frente a la mayor brecha de banda de una sola capa (calculada ~0,75 eV). arsénico,Wiberg 2001, pp. 742 selenio,Evans 1966, pp. 124-25 antimonio,Wiberg 2001, pp. 758 telurioStuke 1974, p. 178; Donohue 1982, pp. 386-87; Cotton et al. 1999, p. 501 y yodo.Steudel 1977, p. 240: "... debe existir un considerable solapamiento orbital, para formar enlaces intermoleculares, de muchos centros .... enlaces [sigma], repartidos por la capa y poblados con electrones deslocalizados, reflejados en las propiedades del yodo (brillo, color, conductividad eléctrica moderada)"; Segal 1989, p. 481: "El yodo presenta algunas propiedades metálicas ..."
Los elementos no metálicos son brillantes, coloreados o incoloros. En el caso del boro, el carbono grafítico, el silicio, el fósforo negro, el germanio, el arsénico, el selenio, el antimonio, el telurio y el yodo, sus estructuras presentan diversos grados de electrones deslocalizados que dispersan la luz visible entrante, dando lugar a un aspecto brillante.Wiberg 2001, p. 416; Wiberg se refiere aquí al yodo. Los no metales coloreados (azufre, flúor, cloro, bromo) absorben algunos colores (longitudes de onda) y transmiten los colores complementarios. En el caso del cloro, su "familiar color amarillo verdoso... se debe a una amplia región de absorción en las regiones violeta y azul del espectro". En el caso de los no metales incoloros (hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y los gases nobles), sus electrones se mantienen con suficiente fuerza como para que no se produzca absorción en la parte visible del espectro y se transmita toda la luz visible.. "Muchas sustancias... son incoloras y, por lo tanto, no muestran ninguna absorción selectiva en la parte visible del espectro."
Las conductividades eléctrica y térmica de los no metales y la naturaleza frágil de los sólidos están igualmente relacionadas con sus disposiciones internas. Mientras que una buena conductividad y plasticidad (maleabilidad, ductilidad) se asocian normalmente con la presencia de electrones en movimiento libre y uniformemente distribuidos en los metalesKneen, Rogers & Simpson 1972, pp. 85-86, 237 los electrones en los no metales carecen típicamente de tal movilidad.Salinas 2019, p. 379 Entre los elementos no metálicos, la buena conductividad eléctrica y térmica se da sólo en el carbono, el arsénico y el antimonio. Por lo demás, la buena conductividad térmica sólo se da en el boro, el silicio, el fósforo y el germanio; dicha conductividad se transmite a través de las vibraciones de las redes cristalinas de estos elementos.Yang 2004, p. 9 El boro, el silicio, el fósforo, el germanio, el selenio, el telurio y el yodo presentan una conductividad eléctrica moderada.}. La plasticidad se produce en circunstancias limitadas sólo en carbono, fósforo, azufre y selenio..