Definición de Enlace Metálico

Daniela Nataly Díaz Zepeda
M.C. en Ingeniería y Física Biomédicas

El enlace metálico es un tipo de enlace químico que se da entre los átomos de los elementos metálicos. Los átomos de los metales forman una estructura cristalina en la que sus electrones de valencia se encuentran en una nube electrónica y estos se pueden mover libremente a través de ella. Este enlace les brinda a los metales muchas de sus características físicas como la conductividad eléctrica y térmica.

Estructura y principios

Generalmente, se entiende al enlace químico entre dos átomos en función de la capacidad que tienen los electrones de estos para transferirse o compartirse entre ambos átomos. En el enlace iónico uno de los átomos cede sus electrones formando así dos iones y enlazándose mutuamente. Por otro lado, en el enlace covalente los átomos se unen entre sí compartiendo pares de electrones. Sin embargo, en el enlace metálico las cosas son un tanto distintas.

En los materiales metálicos los átomos forman una estructura cristalina tridimensional en la que los átomos se encuentran muy cerca los unos de los otros. Esto hace que los electrones de valencia de los átomos metálicos se mezclen entre sí y se puedan mover a través de una gran nube electrónica común a todos los átomos que forman la estructura cristalina del metal.

Cuando se forma este tipo de enlace, los electrones de valencia de los átomos metálicos ya no pertenecen propiamente a estos, es así como los átomos se convierten en iones con carga positiva. Los electrones libres que se mueven a través de la nube electrónica del metal generan una distribución homogénea de carga eléctrica negativa a través de toda la red cristalina. La distribución homogénea de las cargas positivas de los átomos y las cargas negativas de los electrones hace que los átomos se unan y forman una estructura estable. De esta manera es que se forma el enlace metálico.

Características de los metales

Esta peculiar manera en la que se forman los enlaces metálicos les brinda a los metales muchas de las propiedades físicas que los caracterizan. El hecho de tener una red cristalina de iones positivos y una nube de electrones libres da a pie a propiedades y características muy importantes e interesantes, cómo mostraremos a continuación.

Una de las propiedades más características de los metales es su capacidad para conducir la electricidad. Cuando se aplica una diferencia de potencial eléctrico en un material metálico, los electrones libres que se encuentran en la nube electrónica ganan energía cinética y se pueden mover en la dirección dictada por el potencial eléctrico. Esto hace que se genere una corriente eléctrica. Los metales se caracterizan por tener una resistencia eléctrica menor a otro tipo de materiales, y por lo tanto no requieren de voltajes muy grandes para poder generar corrientes eléctricas.

Sumado a lo anterior, los metales también son buenos conductores térmicos. La temperatura es una medida de la energía cinética promedio que tienen los átomos y moléculas que conforman un material. Los átomos que forman la red cristalina de un metal se pueden mover con relativa facilidad, y no se diga de los electrones que se encuentran en la nube electrónica. Esto hace que los materiales metálicos puedan transportar energía térmica con facilidad y que tengan aplicaciones relacionadas con ello.

Otra característica importante de los metales es su maleabilidad, es decir, su capacidad para deformarse sin romperse. Esto se debe a que los átomos de la red cristalina metálica se pueden mover unos con respecto a otros sin romper el enlace metálico. Aunado a lo anterior, también tenemos la propiedad de ductilidad, esto significa que los metales pueden ser estirados y formar alambres delgados. Esta última característica es consecuencia de que los electrones libres se pueden mantener unidos a la red cristalina mientras se produce una deformación.

Algo que no podemos pasar por alto cuando vemos un metal es el brillo que desprenden cuando son iluminados. Esta propiedad resulta de la capacidad que tienen los electrones de la nube electrónica de los metales para absorber la luz, ganar energía y reemitir parte de esa energía en forma de luz.

Los metales también tienen puntos de fusión y ebullición altos, es decir, requieren de altas temperaturas para cambiar de estado de agregación. Esto es consecuencia de la fuerza del enlace metálico, por lo tanto, se requiere aportar mucha energía para que ocurra un cambio de fase.

Finalmente, podemos recalcar el hecho de que los metales son solubles en otros metales. Los metales en estado líquido se pueden disolver fácilmente entre sí debido a que sus átomos pueden difundirse entre sí, formar una nueva estructura cristalina y unirse entre sí por enlaces metálicos. Esta característica es la que nos permite obtener aleaciones entre distintos metales.

Por: Daniela Nataly Díaz Zepeda. Ingeniera Química, M.C. en Ingeniería y Física Biomédicas. Se desempeña en el estudio y la divulgación científica. Experiencia en el desarrollo de vehículos farmacológicos, y actualmente pertenece al grupo de investigación de biofotónica. Su posgrado le otorgó una formación multidisciplinaria en Física, biología e ingeniería.

Trabajo publicado en: May., 2024.

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