Metales, no metales y metaloides; oligoelementos y metales pesados

Esta lección es parte de Temario de Química de Décimo año Lección 3 de 14

Por Andrea del Carmen actualizado el 27 de octubre de 2026 12 min de lectura

Una olla de aluminio, el carbón de una parrilla y el chip de un celular están hechos de elementos muy distintos. La química los agrupa por sus propiedades y separa los metales, los no metales y los metaloides.

En esta lección vas a ubicar cada grupo en la tabla periódica, conocer sus características, sus familias y las tríadas, y distinguir dos grupos de elementos que importan para la salud: los oligoelementos, que el cuerpo necesita en cantidades muy pequeñas, y los metales pesados, varios de ellos tóxicos.

Definición

Los metales son elementos con brillo metálico, buenos conductores del calor y de la electricidad, que tienden a perder electrones. Los no metales no tienen brillo metálico, conducen mal y tienden a ganar o a compartir electrones. Los metaloides tienen propiedades intermedias. Un oligoelemento es un elemento que el cuerpo necesita en cantidades muy pequeñas, y los metales pesados son metales de densidad alta, como el plomo, el mercurio y el cadmio, que pueden ser tóxicos.

Dónde están en la tabla periódica#

Una línea en forma de escalera, que baja desde el boro hacia la derecha, separa a grandes rasgos los metales, a su izquierda, de los no metales, a su derecha. La base de datos PubChem, de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, clasifica así los elementos:

Metales: a la izquierda y en el centro, y son la gran mayoría. Incluyen los grupos 1 y 2 (salvo el hidrógeno), los metales de transición, los lantanoides, los actinoides y algunos elementos de los grupos 13 al 16, como el aluminio, el estaño, el plomo y el bismuto.
No metales: arriba a la derecha, más el hidrógeno. Son el hidrógeno, el carbono, el nitrógeno, el oxígeno, el fósforo, el azufre y el selenio, los halógenos del grupo 17 y los gases nobles del grupo 18.
Metaloides: pegados a la escalera. PubChem cuenta el boro (B), el silicio (Si), el germanio (Ge), el arsénico (As), el antimonio (Sb), el telurio (Te) y el polonio (Po).

Ejemplo. Clasifica, por su ubicación, el magnesio (grupo 2), el azufre (grupo 16, período 3), el germanio (grupo 14, período 4) y el kriptón (grupo 18).

Solución. El magnesio está a la izquierda, en el grupo 2: es un metal. El azufre está a la derecha de la escalera: es un no metal. El germanio está pegado a la escalera y PubChem lo clasifica como metaloide. El kriptón está en el grupo 18: es un gas noble, un no metal.

Las características de cada grupo#

Propiedad	Metales	No metales	Metaloides
Aspecto	Brillo metálico	Sin brillo metálico	Varios tienen brillo metálico, como el silicio y el germanio
Estado a temperatura ambiente	Sólidos, salvo el mercurio, que es líquido	Gases (oxígeno, nitrógeno, cloro), sólidos (carbono, azufre, yodo) y un líquido, el bromo	Sólidos
Conducción del calor y la electricidad	Buenos conductores	Malos conductores, con excepciones como el grafito	Semiconductores, como el silicio y el germanio
Al deformarlos	Maleables y dúctiles: se hacen láminas e hilos	Los sólidos son frágiles: se quiebran	Frágiles
Con los electrones	Tienden a perderlos y formar iones positivos	Tienden a ganarlos o a compartirlos	Comportamiento intermedio

Según PubChem, a temperatura ambiente todos los metales son sólidos excepto el mercurio, y entre los no metales el único líquido es el bromo. La Real Sociedad de Química del Reino Unido (RSC) describe el silicio como un semiconductor muy usado en las industrias de la computación y la microelectrónica, y el germanio como un semiconductor que se usó como transistor en miles de aparatos electrónicos.

Ejemplo. PubChem da para el mercurio una temperatura de fusión de 234,32 K. ¿Por qué es líquido a temperatura ambiente?

Solución. Se pasa de kelvin a grados Celsius restando 273,15: 234,32 − 273,15 = −38,83 °C. El mercurio se funde a casi 39 grados bajo cero, así que a cualquier temperatura ambiente ya está fundido: es líquido.

Grupos, familias y tríadas#

Las columnas de la tabla son los grupos, que la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) recomienda numerar del 1 al 18. Cuando los elementos de un grupo se parecen mucho, se habla de una familia. PubChem usa estos nombres:

Grupo	Familia	Elementos	Rasgo común
1 (sin el hidrógeno)	Metales alcalinos	Li, Na, K, Rb, Cs, Fr	Un electrón de valencia; muy reactivos
2	Metales alcalinotérreos	Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra	Dos electrones de valencia
3 al 12	Metales de transición	Fe, Cu, Zn, Ag, Au, Hg y otros	Ocupan el bloque d de la tabla
17	Halógenos	F, Cl, Br, I, At, Ts	Siete electrones de valencia; muy reactivos
18	Gases nobles	He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, Og	Casi no reaccionan

Las tríadas de Döbereiner#

Antes de la tabla actual hubo varios intentos de ordenar los elementos. Según la RSC, en 1789 Antoine Lavoisier los agrupó en gases, no metales, metales y tierras, y en 1829 Johann Döbereiner reconoció tríadas: grupos de tres elementos con propiedades químicas parecidas, como el litio, el sodio y el potasio, en los que las propiedades del elemento del medio se podían predecir a partir de las de los otros dos. En 1869, Mendeléiev ordenó los elementos por su peso atómico y dejó espacios para elementos aún no descubiertos.

Ejemplo. Con los pesos atómicos de la CIAAW (Li = 6,94; Na = 22,990; K = 39,098), compara el promedio del litio y el potasio con el peso atómico del sodio.

Solución. Promedio: (6,94 + 39,098) ÷ 2 = 46,038 ÷ 2 ≈ 23,02. El peso atómico del sodio es 22,990: la diferencia es de apenas 0,03. Con otros tres elementos de un mismo grupo pasa algo parecido: (Cl + I) ÷ 2 = (35,45 + 126,90) ÷ 2 ≈ 81,18, cerca del bromo, 79,904. La coincidencia es aproximada, no exacta.

Metales, no metales y metaloides a tu alrededor#

Objeto o lugar	Elemento	Tipo
Ollas, latas y papel aluminio	Aluminio (Al)	Metal
Cables eléctricos	Cobre (Cu)	Metal
Varillas de construcción y clavos	Hierro (Fe), en forma de acero	Metal
Recubrimiento de las láminas galvanizadas de los techos	Zinc (Zn)	Metal
El aire que respiras	Nitrógeno (N) y oxígeno (O)	No metales
Carbón de la parrilla y mina del lápiz	Carbono (C)	No metal
Desinfección del agua	Cloro (Cl), que según la RSC mata las bacterias	No metal
Chips de computadoras y celulares	Silicio (Si)	Metaloide

Los oligoelementos#

El cuerpo necesita algunos elementos en cantidades relativamente grandes: según MedlinePlus, de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., de los 9 a los 18 años se recomiendan 1300 mg de calcio al día. Otros, los oligoelementos o elementos traza, se necesitan en cantidades mucho menores, de miligramos o microgramos, pero son igual de indispensables. MedlinePlus llama al zinc «un oligoelemento importante que las personas necesitan para mantenerse saludables», y para el yodo recomienda 150 microgramos diarios a partir de los 14 años.

Un informe de la Organización Mundial de la Salud (OMS) de 1996, preparado con la FAO y el Organismo Internacional de Energía Atómica, Trace elements in human nutrition and health, clasificó los elementos traza que estudió en tres grupos, según su importancia para la nutrición humana:

Esenciales: yodo, zinc, selenio, cobre, molibdeno y cromo. El informe aclara que el hierro y el cobalto (en forma de vitamina B₁₂) también son esenciales, pero no los trata porque se estudiaron en otra publicación.
Probablemente esenciales: manganeso, silicio, níquel, boro y vanadio.
Potencialmente tóxicos, aunque algunos quizá cumplan funciones esenciales en dosis bajas: flúor, plomo, cadmio, mercurio, arsénico, aluminio, litio y estaño.

La frontera entre lo necesario y lo dañino depende de la cantidad. MedlinePlus explica que la falta de zinc causa infecciones frecuentes, pérdida del cabello y del apetito y heridas que tardan en sanar, mientras que el zinc en suplementos de grandes cantidades causa diarrea, cólicos y vómito. Con el yodo pasa igual: su falta puede causar bocio, y un consumo muy alto disminuye el funcionamiento de la tiroides. Por eso el programa del MEP insiste en una dieta saludable y variada para obtener los oligoelementos.

Ejemplo. ¿Cuántas veces más calcio que yodo necesita al día una persona de 14 a 18 años?

Solución. Hay que usar la misma unidad. 150 µg de yodo son 0,150 mg. Entonces, 1300 mg ÷ 0,150 mg ≈ 8667: se necesita unas 8667 veces más calcio que yodo. Por eso el calcio no se considera un oligoelemento y el yodo sí.

Los metales pesados#

Una revisión de Tchounwou y colaboradores (2012), publicada en la revista científica EXS, define los metales pesados como elementos metálicos con una densidad de al menos 5 veces la del agua, y aclara que el término incluye metaloides como el arsénico. Por su alta toxicidad, el arsénico, el cadmio, el cromo, el plomo y el mercurio están entre los metales prioritarios para la salud pública.

Elemento	Densidad (g/cm³, PubChem)	¿Más de 5 veces la del agua?	Papel en el cuerpo
Mercurio (Hg)	13,5336	Sí	Tóxico
Plomo (Pb)	11,342	Sí	Tóxico
Cobre (Cu)	8,933	Sí	Esencial en pequeñas cantidades
Cadmio (Cd)	8,69	Sí	Tóxico
Hierro (Fe)	7,874	Sí	Esencial
Arsénico (As)	5,776	Sí	Tóxico
Aluminio (Al)	2,70	No	Potencialmente tóxico, según la OMS (1996)

La tabla muestra que «pesado» no significa «tóxico»: la misma revisión cuenta el cobre, el hierro y el zinc entre los nutrientes esenciales. Lo que preocupa del plomo y del mercurio es su toxicidad, según la OMS:

Plomo: no existe ningún nivel seguro de exposición. En los niños afecta particularmente el desarrollo del cerebro, y en el cuerpo se deposita en los dientes y los huesos. La pintura con plomo es una de las principales fuentes de exposición en el mundo; también puede contaminar el agua al desprenderse de tuberías, y los niños se exponen a tierra y polvo contaminados por el reciclaje de baterías y la minería.
Mercurio: puede dañar los sistemas nervioso, digestivo e inmunitario, los pulmones, los riñones, la piel y los ojos. Ciertas bacterias lo transforman en metilmercurio, que se acumula en peces y mariscos. Sus fuentes incluyen la minería artesanal de oro y la quema de carbón, y los termómetros de mercurio son peligrosos si se rompen. En 2013 los gobiernos adoptaron el Convenio de Minamata para reducir la contaminación por mercurio.

En Costa Rica, el cuadro 4 del Reglamento para la Calidad del Agua Potable (Decreto Ejecutivo N.° 38924-S) fija como valor máximo admisible 0,01 mg/L de plomo, 0,001 mg/L de mercurio y 0,003 mg/L de cadmio. Más detalles en la lección de tratamiento de aguas y metales tóxicos.

Para compartir en casa#

Los termómetros de mercurio son peligrosos si se rompen; la OMS recomienda preferir alternativas sin mercurio.
Las baterías usadas no se queman ni se desarman en la casa; se llevan a un centro de acopio.
Una alimentación variada aporta los oligoelementos; los suplementos, solo con indicación médica.

Ponte a prueba#

¿Qué tipo de elemento es el germanio y por qué es útil en la electrónica?#

El germanio está en el grupo 14, pegado a la línea en escalera que separa los metales de los no metales, y PubChem lo clasifica como metaloide. Como los metaloides, tiene propiedades intermedias: es un semiconductor, es decir, conduce la electricidad mejor que un aislante y peor que un metal. La RSC señala que se usó como transistor en miles de aparatos electrónicos.

¿Qué tienen en común el litio, el sodio y el potasio?#

Los tres están en el grupo 1 y forman parte de la familia de los metales alcalinos: cada uno tiene un solo electrón de valencia, que pierde con facilidad. Por eso son muy reactivos; la RSC registra que el litio y el sodio reaccionan vigorosamente con el agua. Son, además, el ejemplo de tríada que Döbereiner reconoció en 1829, según la RSC.

¿Cuál es el promedio de los pesos atómicos del calcio y del bario, y qué tanto se acerca al del estroncio?#

Con los pesos atómicos de la CIAAW, el calcio tiene 40,078 y el bario, 137,33. El promedio es (40,078 + 137,33) ÷ 2 = 177,408 ÷ 2 ≈ 88,70. El estroncio, que está entre ambos en el grupo 2, tiene 87,62. La diferencia es de unos 1,08: el elemento del medio se parece al promedio de los otros dos, aunque no coincide exactamente.

¿Es el aluminio un metal pesado según la definición por densidad?#

No. La revisión de Tchounwou y colaboradores define los metales pesados como los que tienen una densidad de al menos 5 veces la del agua, es decir, unos 5 g/cm³. Según PubChem, la densidad del aluminio es 2,70 g/cm³, poco más de la mitad de ese límite. En cambio, el plomo, con 11,342 g/cm³, la supera con creces.

¿Por qué el flúor aparece entre los elementos potencialmente tóxicos si se usa contra las caries?#

Porque en química la dosis importa. El informe de la OMS de 1996 pone el flúor en el grupo de elementos potencialmente tóxicos, aunque algunos de ellos quizá cumplan funciones esenciales en dosis bajas. La RSC indica que se cree que los fluoruros en el agua potable, por debajo de 2 partes por millón, previenen las caries. En cantidades pequeñas puede ayudar; en exceso, daña.