Sólidos metálicos y aleaciones

• Un sólido metálico es una red de cationes empaquetados inmersos en un mar de electrones deslocalizados (enlace metálico).
• Es el único de los cuatro tipos de sólido que conduce en estado sólido y que es maleable y dúctil.
• Las aleaciones son mezclas de un metal con otro elemento (metal o no metal) que alteran las propiedades del metal puro.
• Para clasificar un sólido desconocido: ¿conduce sólido? → metálico. ¿Conduce solo fundido/disuelto? → iónico. ¿No conduce nunca y $T_\text{fus}$ muy alta? → covalente en red. ¿$T_\text{fus}$ baja, blando, no conduce? → molecular.
• La estructura (tipo de partícula + tipo de enlace) determina todas las propiedades.

• Iónico: cationes + aniones alternados · atracción electrostática · $T_\text{fus}$ alto · frágil · conduce solo fundido/disuelto · ej. NaCl, MgO.
• Covalente en red: átomos en red continua de enlaces covalentes · $T_\text{fus}$ muy alto · durísimo · no conduce (excepto grafito) · ej. diamante, $\text{SiO}_2$.
• Molecular: moléculas discretas · fuerzas intermoleculares débiles · $T_\text{fus}$ bajo · blando · no conduce · ej. $\text{I}_2$, hielo.
• Metálico: cationes + mar de electrones · enlace metálico · $T_\text{fus}$ alto (en general) · maleable/dúctil · conduce sólido y fundido · ej. Cu, Fe, Na.

• Conduce la electricidad en estado sólido y fundido (electrones deslocalizados libres en ambos estados).
• Maleable: las capas de cationes deslizan sin romper el enlace → el metal se deforma sin fracturarse.
• Dúctil: se puede estirar en hilos por la misma razón.
• Puntos de fusión variables pero generalmente altos; dependen de carga del catión y radio.
• Brillo metálico: electrones libres reflejan luz visible.

• Una aleación es una mezcla sólida de un metal base con uno o más elementos disueltos en la red.
• Aleaciones de sustitución: átomos del soluto reemplazan a átomos del solvente en la red (tamaño similar). Ej. latón (Cu + Zn), bronce (Cu + Sn), acero inoxidable (Fe + Cr + Ni).
• Aleaciones de inserción: átomos pequeños (C, N) se ubican en los huecos de la red. Ej. acero (Fe + C).
• En ambos casos los átomos extraños distorsionan la red → las capas de cationes no deslizan tan fácilmente → la aleación es más dura y menos dúctil que el metal puro.
• La aleación generalmente conserva la conductividad eléctrica (aún hay electrones deslocalizados).

Un sólido desconocido: $T_\text{fus}$ = 1085 °C, conduce electricidad en estado sólido, se deforma al golpearlo. ¿Qué tipo de sólido es?

• $T_\text{fus}$ alto → no es molecular (esos funden a baja temperatura).
• Conduce en estado sólido → no es iónico (solo conduce fundido/disuelto) ni covalente en red (no conduce, salvo grafito).
• Se deforma sin romperse (maleable) → no es iónico (frágil) ni covalente en red (muy duro).
• Conclusión: sólido metálico. (El dato 1085 °C corresponde al cobre, Cu.)

• Clave para clasificar: la conductividad en estado sólido distingue metálico de todos los demás.
• Error frecuente: decir que el iónico conduce en sólido — solo conduce cuando los iones son libres (fundido o disuelto).
• Error frecuente: confundir maleabilidad (se deforma) con fragilidad (se rompe). Los iónicos son frágiles porque al desplazar capas, iones del mismo signo quedan enfrentados y se repelen.
• Para explicar por qué las aleaciones son más duras: los átomos de diferente tamaño distorsionan la red, dificultando el deslizamiento de las capas de cationes.
• En IB SL no se pide el nombre de las estructuras cristalinas (BCC, FCC); basta con el modelo cationes + mar de electrones.