caracteristicas fisicas, quimicas y aplicaciones comerciales e industriales de los elemetos

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CARACTERISTICAS FISICAS, QUIMICAS Y APLICACIONES COMERCIALES E INDUSTRIALES DE LOS ELEMETOS

EL HIDROGENOEnunprincipionose le distingua de otros gases hasta que el qumico britnico Henry Cavendish demostr en 1766 que se formaba en la reaccin del cido sulfrico con los metales y, ms tarde, descubri que el hidrgeno era un elemento independiente que se combinaba con el oxgeno para formar agua. El qumico britnico Joseph Priestley lo llam aire inflamable en 1781, y el qumico francs Antoine Laurent de Lavoisier le dio finalmente el nombre de hidrgeno.

LAS CARACTERSTICAS FSICAS Y QUMICAS.

Sus puntos de ebullicin y fusin son los ms bajos de todas las sustancias, a excepcin del helio. Su punto de fusin es de -259,2C y su punto de ebullicin de -252,77C. A 0C y bajo 1 atmsfera de presin tiene una densidad de 0,089g/l. Su masa atmica es 1,007. El hidrgeno lquido, obtenido por primera vez por el qumico britnico James Dewar en 1898), es incoloro (excepto en capas gruesas, que tienen un aspecto azul plido) y tiene una densidad relativa de 0,070. Si se deja evaporar rpidamente bajo poca presin se congela transformndose en un slido incoloro.

LA APLICACIN COMERCIAL E INDUSTRIAL.

Elhidrgenoreacciona con una gran variedad de elementos no metlicos. Se combina con nitrgeno en presencia de un catalizador formando amonaco con azufre formando sulfuro de hidrgeno; con cloro formando cloruro de hidrgeno y con oxgeno para formar agua. Para que se produzca la reaccin entre oxgeno e hidrgeno a temperatura ambiente se necesita la presencia de un catalizador como el platino finamente dividido. Si se mezcla con aire u oxgeno y se prende, explota.

HELIO.

Helio(delgriegohelios,'sol'), de smbolo He, es un elemento gaseoso, inerte, incoloro e inodoro. Pertenece al grupo 18 (o VIIIA) del sistema peridico, y es uno de los gases nobles. Su nmero atmico es 2.

ElastrnomofrancsPierre J. C. Janssen descubri el helio en el espectro de la corona solar durante un eclipse en 1868. Poco despus, el qumico britnico Edward Frankland y el astrnomo britnico Joseph Norman Lockyer lo identificaron como elemento y le dieron nombre. El gas fue aislado por vez primera a partir de fuentes terrestres en 1895, por el qumico britnico William Ramsay, que lo descubri en la cleveta, un mineral que contiene uranio. En 1907, el fsico britnico Ernest Rutherford of Nelson demostr que las partculas alfa son los ncleos de los tomos de helio, hecho confirmado por investigaciones posteriores.

CARACTERSTICAS FSICAS Y QUMICAS.

Elhelioestformado por molculas monoatmicas, y es el gas ms ligero exceptuando al hidrgeno. El helio tiene una temperatura de solidificacin de -272,2C a una presin superior a 25 atmsferas; una temperatura de ebullicin de -268,9C y una densidad de 0,1664g/l a 20C. La masa atmica del helio es 4,003.

Comotodoslosgasesnobles, es qumicamente inerte. Su nica capa de electrones est llena, haciendo muy difciles las reacciones con otros elementos, y los compuestos resultantes son bastantes inestables. Sin embargo, se han detectado molculas de compuestos con nen (otro gas noble) y con hidrgeno, y se han sugerido otros compuestos. Debido a la abundancia de helio en el Universo, la existencia de esas reacciones, aunque sea rara, podra ser muy importante en cosmologa.

APLICACIN COMERCIAL E INDUSTRIAL.

Debidoaqueesincombustible, el helio es un gas ms adecuado que el hidrgeno para elevar globos en el aire; tiene un 92% de la potencia elevadora del hidrgeno, aunque pesa dos veces ms. El helio se usa para presurizar y endurecer la estructura de los cohetes antes del despegue, y para presurizar los tanques de hidrgeno lquido u otros combustibles, con el fin de forzar el combustible dentro de los motores del cohete. Es til para esta aplicacin porque sigue en estado gaseoso incluso a la baja temperatura del hidrgeno lquido. Un potencial uso del helio es como medio transmisor de calor en los reactores nucleares, porque permanece qumicamente inerte y no radiactivo en las condiciones existentes en el interior de los reactores.

LITIO.

Litio, de smbolo Li, es un elemento metlico, blanco plateado, qumicamente reactivo, y el ms ligero en peso de todos los metales. Pertenece al grupo 1 (o IA) del sistema peridico, y es uno de los metales alcalinos. Su nmero atmico es 3. El descubrimiento del elemento se le adjudica por lo general a Johann A. Arfvedson en 1817.

CARACTERSTICAS FSICAS Y QUMICAS.

Qumicamente, el litio se asemeja al sodio en su comportamiento. Se obtiene por la electrlisis de una mezcla de cloruro de litio y potasio fundidos. Se oxida al instante y se corroe rpidamente al contacto con el aire; para almacenarlo, debe sumergirse en un lquido tal como la nafta. El litio ocupa el lugar 35 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. No existe en la naturaleza en estado libre, sino slo en compuestos, que estn ampliamente distribuidos. El litio tiene un punto de fusin de 181 C, un punto de ebullicin de 1.342 C y una densidad relativa de 0,53. Su masa atmica es 6,941.

APLICACIONES INDUSTRIALES Y COMERCIALES.

El metal se usa como desoxidante y para extraer los gases no deseados durante la fabricacin de fundiciones no ferrosas. El vapor del litio se usa para evitar que el dixido de carbono y el oxgeno formen una capa de xido en los hornos durante el tratamiento trmico del acero. Entre los compuestos importantes del litio estn el hidrxido, utilizado para eliminar el dixido de carbono en los sistemas de ventilacin de naves espaciales y submarinos, y el hidruro, utilizado para inflar salvavidas; su equivalente de hidrgeno pesado (deuterio), se utiliza para fabricar la bomba de hidrgeno. El carbonato de litio, un mineral comn, se usa en el tratamiento de las psicosis manaco-depresivas.

BERILIO.Berilio,desmboloBe,esun elemento metlico, gris, frgil, con nmero atmico 4. Se le llama berilio por su mineral principal, el berilo, un silicato de berilio y aluminio. Fue descubierto como xido en 1797 por el qumico francs Louis Nicolas Vauquelin; el elemento libre fue aislado por primera vez en 1828 por Friedrick Whler y Antonine Alexandre Brutus Bussy, independientemente. Puesto que sus compuestos solubles tienen sabor dulce, al principio se le llam glucinio, como referencia al azcar glucosa.

PROPIEDADES FSICAS Y QUMICAS.

Elberilio,unodelos metales alcalinotrreos, ocupa el lugar 51 en abundancia entre los elementos naturales de la corteza terrestre. Su masa atmica es 9,012. Tiene un punto de fusin de unos 1.287 C, un punto de ebullicin de unos 3.000 C, y una densidad de 1,85 g/cm3. El berilio tiene una alta resistencia por unidad de masa. Se oxida ligeramente al contacto con el aire, cubrindose con una fina capa de xido. APLICACIONES COMERCIALES E INDUSTRIALES.

Aadiendoberilioaalgunas aleaciones se obtienen a menudo productos con gran resistencia al calor, mejor resistencia a la corrosin, mayor dureza, mayores propiedades aislantes y mejor calidad de fundicin. Muchas piezas de los aviones supersnicos estn hechas de aleaciones de berilio, por su ligereza, rigidez y poca dilatacin. Otras aplicaciones utilizan su resistencia a los campos magnticos, y su capacidad para no producir chispas y conducir la electricidad. El berilio se usa mucho en los llamados sistemas de multiplexado. A pequea escala, un nico hilo hecho con componentes de berilio de gran pureza puede transportar cientos de seales electrnicas.

Puestoquelosrayos X atraviesan fcilmente el berilio puro, el elemento se utiliza en las ventanas de los tubos de rayos X. El berilio y su xido, la berilia, se usan tambin en la generacin de energa nuclear como moderadores en el ncleo de reactores nucleares, debido a la tendencia del berilio a retardar o capturar neutrones.

BORO.

Boro, de smbolo B, es un elemento semimetlico, frgil y duro con nmero atmico 5. El boro se encuentra en el grupo 13 (o IIIA) del sistema peridico.

Los compuestos del boro, el brax en concreto, se conocen desde la antigedad, pero el elemento puro fue preparado por primera vez en 1808 por los qumicos franceses Joseph Gay-Lussac y Louis Jacques Thnard, e independientemente por el qumico britnico Humphry Davy.


El boro puro, tal como se prepara normalmente, es un polvo, aunque se puede preparar la forma cristalina disolviendo boro en aluminio fundido y enfrindolo lentamente. La masa atmica del boro es 10,81; tiene un punto de fusin de unos 2.180C, un punto de ebullicin de unos 3.650C, y una densidad de 2,35g/cm3.

Aunque el boro tiene valencia 3 y su posicin en el sistema peridico indicara una relacin cercana con el aluminio, en realidad es mucho ms parecido al carbono y al silicio en sus propiedades qumicas. En sus compuestos, el boro acta como un no metal, pero a diferencia de casi todos los no metales, el boro puro es un conductor elctrico, como los metales y el carbono (grafito). El boro cristalino es similar al diamante en apariencia y propiedades pticas, y es casi tan duro como l. Los hidruros de boro son todava ms parecidos a los compuestos de silicio y carbono. Los compuestos de boro importantes en la industria incluyen el brax (Na2B4O710H20), el cido brico (H3BO3), y el carburo de boro (B4C).

APLICACIONES COMERCIALES E INDUSTRIALES.

El boro tiene importantes aplicaciones en el campo de la energa nuclear. Se utiliza en los detectores de partculas, y debido a su alta absorcin de neutrones se utiliza como absorbente de control en los reactores nucleares y como material constituyente de los escudos contra neutrones.

En bajas concentraciones es un elemento necesario para el crecimiento de las plantas, pero en exceso es txico. Las investigaciones sugieren que adems es importante nutricionalmente para los huesos en humanos y otros vertebrados.

CARBONO.

Carbono,desmboloC,esun elemento crucial para la existencia de los organismos vivos, y que tiene muchas aplicaciones industriales importantes. Su nmero atmico es 6; y pertenece al grupo 14 (o IVA) del sistema peridico.

Se tiene conocimiento de su existencia desde la prehistoria, por lo que no se conocea su descubridor.PROPIEDADES FSICAS Y QUMICAS.

Lamasaatmicadelcarbono es 12,01115. Las tres formas de carbono elemental existentes en la naturaleza (diamante, grafito y carbono amorfo) son slidos con puntos de fusin extremadamente altos, e insolubles en todos los disolventes a temperaturas ordinarias. Las propiedades fsicas de las tres formas difieren considerablemente a causa de las diferencias en su estructura cristalina. En el diamante, el material ms duro que se conoce, cada tomo est unido a otros cuatro en una estructura tridimensional, mientras que el grafito consiste en lminas dbilmente unidas de tomos dispuestos en hexgonos.

Elcarbonotienelacapacidad nica de enlazarse con otros tomos de carbono para formar compuestos en cadena y cclicos muy complejos. Esta propiedad conduce a un nmero casi infinito de compuestos de carbono, siendo los ms comunes los que contienen carbono e hidrgeno. Sus primeros compuestos fueron identificados a principios del siglo XIX en la materia viva, y debido a eso, el estudio de los compuestos de carbono se denomin qumica 'orgnica' (vase Qumica orgnica).

Atemperaturasnormales, el carbono se caracteriza por su baja reactividad. A altas temperaturas, reacciona directamente con la mayora de los metales formando carburos, y con el oxgeno formando monxido de carbono (CO) y dixido de carbono (CO2). El carbono en forma de coque se utiliza para eliminar el oxgeno de las menas que contienen xidos de metales, obteniendo as el metal puro. El carbono forma tambin compuestos con la mayora de los elementos no metlicos, aunque algunos de esos compuestos, como el tetracloruro de carbono (CCl4), han de ser obtenidos indirectamente.

Elcarbonoesunelemento ampliamente distribuido en la naturaleza, aunque slo constituye un 0,025% de la corteza terrestre, donde existe principalmente en forma de carbonatos. El dixido de carbono es un componente importante de la atmsfera y la principal fuente de carbono que se incorpora a la materia viva. Por medio de la fotosntesis, los vegetales convierten el dixido de carbono en compuestos orgnicos de carbono, que posteriormente son consumidos por otros organismos (vase Ciclo


Elistopodelcarbono ms comn es el carbono 12; en 1961 se eligi este istopo para sustituir al istopo oxgeno 16 como medida patrn para las masas atmicas, y se le asign la masa atmica 12.

Losistoposcarbono13 y carbono 14 se usan como trazadores (vase Trazador isotpico) en la investigacin bioqumica. El carbono 14 se utiliza tambin en la tcnica llamada mtodo del carbono 14 (vase Datacin), que permite estimar la edad de los fsiles y otras materias orgnicas. Este istopo es producido continuamente en la atmsfera por los rayos csmicos, y se incorpora a toda la materia viva. Como el carbono 14 se desintegra con un periodo de semidesintegracin de 5.760 aos, la proporcin entre el carbono 14 y el carbono 12 en un espcimen dado, proporciona una medida de su edad aproximada.

NITRGENO.

Nitrgeno,desmboloN,esun elemento gaseoso que compone la mayor parte de la atmsfera terrestre. Su nmero atmico es 7 y pertenece al grupo 15 (o VA) de la tabla peridica.

Elnitrgenofueaislado por el fsico britnico Daniel Rutherford en 1772 y reconocido en 1776 como gas elemental por el qumico francs Antoine Laurent de Lavoisier.


Elnitrgenoesungas no txico, incoloro, inodoro e inspido. Puede condensarse en forma de un lquido incoloro que, a su vez, puede comprimirse como un slido cristalino e incoloro. El nitrgeno aparece en dos formas isotpicas naturales; artificialmente se han obtenido cuatro istopos radiactivos. Tiene un punto de fusin de -210,01C, un punto de ebullicin de -195,79C y una densidad de 1,251g/l a 0C y 1 atmsfera de presin. Su masa atmica es 14,007.

Seobtienedelaatmsfera haciendo pasar aire por cobre o hierro calientes; el oxgeno se separa del aire dejando el nitrgeno mezclado con gases inertes. El nitrgeno puro se obtiene por destilacin fraccionada del aire lquido. Al tener el nitrgeno lquido un punto de ebullicin ms bajo que el oxgeno lquido, el nitrgeno se destila antes, lo que permite separarlos.


Lamayorpartedelnitrgeno utilizado en la industria qumica se obtiene por destilacin fraccionada del aire lquido, y se usa para sintetizar amonaco. A partir de este amonaco se preparan una gran variedad de productos qumicos, como fertilizantes, cido ntrico, urea, hidracina y aminas. Tambin se usa el amonaco para elaborar xido nitroso (N2O), un gas incoloro conocido popularmente como gas de la risa. Este gas, mezclado con oxgeno, se utiliza como anestsico en ciruga.

OXIGENO

Oxgeno,desmboloO,esun elemento gaseoso ligeramente magntico, incoloro, inodoro e inspido. El oxgeno es el elemento ms abundante en la Tierra. Fue descubierto en 1774 por el qumico britnico Joseph Priestley e independientemente por el qumico sueco Carl Wilhelm Scheele; el qumico francs Antoine Laurent de Lavoisier demostr que era un gas elemental realizando sus experimentos clsicos sobre la combustin.


Eloxgenogaseosose condensa formando un lquido azul plido fuertemente magntico. El oxgeno slido de color azul plido se obtiene comprimiendo el lquido. La masa atmica del oxgeno es 15,9994; a la presin atmosfrica, el elemento tiene un punto de ebullicin de -182,96 C, un punto de fusin de -218.4 C y una densidad de 1,429 g/l a 0 C.

Eloxgenoconstituye el 21% en volumen o el 23,15% en masa de la atmsfera, el 85,8% en masa de los ocanos (el agua pura contiene un 88,8% de oxgeno), el 46,7% en masa de la corteza terrestre (como componente de la mayora de las rocas y minerales). El oxgeno representa un 60% del cuerpo humano. Se encuentra en todos los tejidos vivos. Casi todas las plantas y animales, incluyendo los seres humanos, requieren oxgeno, ya sea en estado libre o combinado, para mantenerse con vida. Vase Respiracin.


Seusangrandescantidades de oxgeno en los sopletes para soldar a alta temperatura, en los cuales, la mezcla de oxgeno y otro gas produce una llama con una temperatura muy superior a la que se obtiene quemando gases en aire. El oxgeno se le administra a pacientes con problemas respiratorios y tambin a las personas que vuelan a altitudes elevadas, donde la baja concentracin de oxgeno no permite la respiracin normal. El aire enriquecido con oxgeno se utiliza para fabricar acero en los hornos de hogar abierto.

Eloxgenodegranpureza se utiliza en las industrias de fabricacin de metal. Es muy importante como lquido propulsor en los misiles teledirigidos y en los cohetes.

FLUOR.

Flor(enlatnfluo,'flujo'), de smbolo F, es un elemento gaseoso, qumicamente reactivo y venenoso. Se encuentra en el grupo 17 (o VIIA) de la tabla peridica, y es uno de los halgenos. Su nmero atmico es 9. El elemento fue descubierto en 1771 por el qumico sueco Carl Wilhelm Scheele y fue aislado en 1886 por el qumico francs Henri Moissan.


Elfloresungasamarillo verdoso plido, ligeramente ms pesado que el aire, venenoso, corrosivo y que posee un olor penetrante y desagradable. Su masa atmica es 18,998. Tiene un punto de fusin de -219,61C, un punto de ebullicin de -188,13C y una densidad relativa de 1,51 en estado lquido y a su punto de ebullicin. Es el elemento no metlico ms activo qumicamente. Se combina directamente con la mayora de los elementos e indirectamente con nitrgeno, cloro y oxgeno. Descompone a la mayora de los compuestos formando fluoruros, que se encuentran entre los compuestos qumicos ms estables.

Elflorexisteenla naturaleza combinado en forma de fluorita, criolita y apatito. La fluorita, de la que se derivan la mayora de los compuestos de flor, est muy extendida en Mxico, el centro de Estados Unidos, Francia e Inglaterra. El flor tambin se presenta en forma de fluoruros en el agua del mar, en los ros y en los manantiales minerales, en los tallos de ciertas hierbas y en los huesos y dientes de los animales. Ocupa el lugar 17 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre.

Lapreparacindeflor como elemento libre es difcil y se lleva a cabo en raras ocasiones, pues es muy reactivo. Sin embargo, el flor gaseoso puede prepararse con tcnicas electrolticas, y el flor lquido pasando el gas por un tubo de metal o caucho rodeado de aire lquido.


Loscompuestosdeflor tienen muchas aplicaciones. Los clorofluorocarbonos, ciertos lquidos o gases inodoros y no venenosos, como el fren, se usan como agente dispersante en los vaporizadores aerosol y como refrigerante. Sin embargo, en 1974, algunos cientficos sugirieron que esos productos qumicos llegaban a la estratosfera y estaban destruyendo la capa de ozono de la Tierra. Con la confirmacin de estos descubrimientos al final de la dcada de 1980, la fabricacin de esos productos qumicos empez a eliminarse por etapas (vase Medio ambiente). Otro producto qumico, el tefln, un plstico de flor muy resistente a la accin qumica, se usa ampliamente para componentes en la industria automovilstica, y tambin como recubrimiento antiadherente de la superficie interior de las sartenes y otros utensilios de cocina con el fin de reducir la necesidad de grasas al cocinar. Muchos compuestos orgnicos de flor desarrollados durante la IIGuerra Mundial mostraron un amplio potencial comercial. Por ejemplo, los hidrocarburos lquidos fluorados derivados del petrleo son tiles como aceites lubricantes muy estables. El hexafluoruro de uranio, que es el nico compuesto voltil del uranio, se usa en el proceso de difusin gaseosa para proporcionar combustible a las plantas de energa.

NEN

Nen, de smbolo Ne, es un elemento gaseoso, incoloro e inodoro, que constituye una diminuta fraccin de la atmsfera terrestre. Pertenece al grupo 18 (o VIIIA) del sistema peridico, y es uno de los gases nobles. Su nmero atmico es 10. El nen fue separado por vez primera de otros gases inertes en 1898, por los qumicos britnicos William Ramsay y Morris Travers.


El nen tiene un punto de fusin de -248,6C, un punto de ebullicin de -246,08C, y una densidad de 0,8999g/l a 0C y 1 atmsfera de presin. Su masa atmica es 20,1798.


La primera demostracin de la existencia de un istopo estable en un elemento fue llevada a cabo con nen en 1912.Hecho el vaco en un tubo de descarga, el nen produce un brillo carmes y se usa extensivamente en la conocida lmpara de nen de los anuncios publicitarios. La expresin luz de nen se aplica incorrectamente a los tubos luminosos rellenos con otros gases distintos al nen y que producen un brillo coloreado. El nen lquido se utiliza como refrigerante en criogenia. Tiene una capacidad refrigerante por unidad de volumen 40 veces mayor que el helio lquido.

SODIO.

Sodio,desmboloNa,esun elemento metlico blanco plateado, extremamente blando y muy reactivo. En el grupo 1 (o IA) del sistema peridico, el sodio es uno de los metales alcalinos. Su nmero atmico es 11. Fue descubierto en 1807 por el qumico britnico Humphry Davy.


Elsodioelementales un metal tan blando que puede cortarse con un cuchillo. Tiene una dureza de 0,4. Se oxida con rapidez al exponerlo al aire y reacciona violentamente con agua formando hidrxido de sodio e hidrgeno. Tiene un punto de fusin de 98 C, un punto de ebullicin de 883 C y una densidad relativa de 0,97. Su masa atmica es 22,9898. Slosepresentaenla naturaleza en estado combinado. Se encuentra en el mar y en los lagos salinos como cloruro de sodio, NaCl, y con menor frecuencia como carbonato de sodio, Na2CO3, y sulfato de sodio, Na2SO4. El sodio comercial se prepara descomponiendo electrolticamente cloruro de sodio fundido. El sodio ocupa el sptimo lugar en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Es un componente esencial del tejido vegetal y animal.


Elelementoseutiliza para fabricar tetraetilplomo y como agente refrigerante en los reactores nucleares (vase Energa nuclear). El compuesto de sodio ms importante es el cloruro de sodio, conocido como sal comn o simplemente sal.

MAGNESIO.

Magnesio,desmboloMg,esun elemento metlico blanco plateado, relativamente no reactivo. El magnesio es uno de los metales alcalinotrreos, y pertenece al grupo 2 (o IIA) del sistema peridico. El nmero atmico del magnesio es 12.


Elmetal,aisladopor vez primera por el qumico britnico Humphry Davy en 1808, se obtiene hoy en da principalmente por la electrlisis del cloruro de magnesio fundido. El magnesio es maleable y dctil cuando se calienta. Exceptuando el berilio, es el metal ms ligero que permanece estable en condiciones normales. El oxgeno, el agua o los lcalis no atacan al metal a temperatura ambiente. Reacciona con los cidos, y cuando se calienta a unos 800C reacciona tambin con el oxgeno y emite una luz blanca radiante. El magnesio tiene un punto de fusin de unos 649C, un punto de ebullicin de unos 1.107C y una densidad de 1,74g/cm3; su masa atmica es 24,305.


Elmagnesioformacompuestos bivalentes, siendo el ms importante el carbonato de magnesio (MgCO3), que se forma por la reaccin de una sal de magnesio con carbonato de sodio y se utiliza como material refractario y aislante. El cloruro de magnesio (MgCl26H2O), que se forma por la reaccin de carbonato u xido de magnesio con cido clorhdrico, se usa como material de relleno en los tejidos de algodn y lana, en la fabricacin de papel y de cementos y cermicas. Otros compuestos son el citrato de magnesio (Mg3(C6H5O7)24H2O), que se forma por la reaccin de carbonato de magnesio con cido ctrico y se usa en medicina y en bebidas efervescentes; el hidrxido de magnesio, (Mg(OH)2), formado por la reaccin de una sal de magnesio con hidrxido de sodio, y utilizado en medicina como laxante, "leche de magnesia", y en el refinado de azcar; sulfato de magnesio (MgSO47H2O), llamado sal de Epson y el xido de magnesio (MgO), llamado magnesia o magnesia calcinada, que se prepara calcinando magnesio con oxgeno o calentando carbonato de magnesio, y que se utiliza como material refractario y aislante, en cosmticos, como material de relleno en la fabricacin de papel y como laxante anticido suave.

Lasaleacionesdemagnesio presentan una gran resistencia a la traccin. Cuando el peso es un factor a considerar, el metal se utiliza aleado con aluminio o cobre en fundiciones para piezas de aviones; en miembros artificiales, aspiradoras e instrumentos pticos, y en productos como esques, carretillas, cortadoras de csped y muebles para exterior. El metal sin alear se utiliza en flashes fotogrficos, bombas incendiarias y seales luminosas, como desoxidante en la fundicin de metales y como afinador de vaco, una sustancia que consigue la evacuacin final en los tubos de vaco.

Losprincipalespases productores de magnesio son Estados Unidos, China y Canad.

ALUMINIO.

Aluminio,desmboloAl,esel elemento metlico ms abundante en la corteza terrestre. Su nmero atmico es 13 y se encuentra en el grupo 13 de la tabla peridica.

ElqumicodansHans Christian Oersted lo aisl por primera vez en 1825, por medio de un proceso qumico que utilizaba una amalgama de potasio y cloruro de aluminio.


Decolorplateadoymuy ligero, su masa atmica es 26,9815; tiene un punto de fusin de 660C, un punto de ebullicin de 2.467C y una densidad relativa de 2,7. Es un metal muy electropositivo y altamente reactivo. Al contacto con el aire se cubre rpidamente con una capa dura y transparente de xido de aluminio que resiste la posterior accin corrosiva. Tiene la propiedad de reducir muchos compuestos metlicos a sus metales bsicos. Por ejemplo, al calentar termita (una mezcla de xido de hierro y aluminio en polvo), el aluminio extrae rpidamente el oxgeno del xido; el calor de la reaccin es suficiente para fundir el hierro. Este fenmeno se usa en el proceso Goldschmidt o Termita para soldar hierro (vase Soldadura).

Entresuscompuestosms importantes estn el xido, el hidrxido, el sulfato y el sulfato mixto. El xido de aluminio es anftero, es decir, presenta a la vez propiedades cidas y bsicas. El cloruro de aluminio anhidro es importante en la industria petrolfera. Muchas gemas (el rub y el zafiro, por ejemplo) consisten principalmente en xido de aluminio cristalino.

Elaluminioeselelemento metlico ms abundante en la corteza terrestre; slo los elementos no metlicos oxgeno y silicio son ms abundantes. Se encuentra normalmente en forma de silicato de aluminio puro o mezclado con otros metales como sodio, potasio, hierro, calcio y magnesio, pero nunca como metal libre. Los silicatos no son menas tiles, porque es extremamente difcil, y por tanto muy caro, extraer el aluminio de ellas. La bauxita, un xido de aluminio hidratado impuro, es la fuente comercial de aluminio y de sus compuestos.


Unvolumendadodealuminio pesa menos que 1/3 del mismo volumen de acero. Los nicos metales ms ligeros son el litio, el sodio, el berilio y el magnesio. Debido a su elevada proporcin resistencia-peso es muy til para construir aviones, vagones ferroviarios y automviles, y para otras aplicaciones en las que es importante la movilidad y la conservacin de energa. Por su elevada conductividad trmica, el aluminio se emplea en utensilios de cocina y en pistones de motores de combustin interna. Solamente presenta un 63% de la conductividad elctrica del cobre para alambres de un tamao dado, pero pesa menos de la mitad. Un alambre de aluminio de conductividad comparable a un alambre de cobre es ms grueso, pero sigue siendo ms ligero que el de cobre. El peso tiene mucha importancia en la transmisin de electricidad de alto voltaje a larga distancia, y actualmente se usan conductores de aluminio para transmitir electricidad a 700.000 voltios o ms.

Estemetalseutiliza cada vez ms en arquitectura, tanto con propsitos estructurales.SILICIO.

Silicio,desmboloSi,esun elemento semimetlico, el segundo elemento ms comn en la Tierra despus del oxgeno. Su nmero atmico es 14 y pertenece al grupo 14 de la tabla peridica. Fue aislado por primera vez de sus compuestos en 1823 por el qumico sueco Jns Jakob Berzelius.


Sepreparaenformade polvo amorfo amarillo pardo o de cristales negros-grisceos. Se obtiene calentando slice, o dixido de silicio (SiO2), con un agente reductor, como carbono o magnesio, en un horno elctrico. El silicio cristalino tiene una dureza de 7, suficiente para rayar el vidrio, de dureza de 5 a 7. El silicio tiene un punto de fusin de 1.410C, un punto de ebullicin de 2.355C y una densidad relativa de 2,33. Su masa atmica es 28,086.

Elsilicioconstituye un 28% de la corteza terrestre. No existe en estado libre, sino que se encuentra en forma de dixido de silicio y de silicatos complejos. Los minerales que contienen silicio constituyen cerca del 40% de todos los minerales comunes, incluyendo ms del 90% de los minerales que forman rocas volcnicas. El mineral cuarzo, sus variedades (cornalina, crisoprasa, nice, pedernal y jaspe) y los minerales cristobalita y tridimita son las formas cristalinas del silicio existentes en la naturaleza. El dixido de silicio es el componente principal de la arena. Los silicatos (en concreto los de aluminio, calcio y magnesio) son los componentes principales de las arcillas, el suelo y las rocas, en forma de feldespatos, anfboles, piroxenos, micas y ceolitas, y de piedras semipreciosas como el olivino, granate, zircn, topacio y turmalina.


Seutilizaenlaindustria del acero como componente de las aleaciones de silicio-acero. Para fabricar el acero, se desoxida el acero fundido aadindole pequeas cantidades de silicio; el acero comn contiene menos de un 0,03% de silicio. El acero de silicio, que contiene de 2,5 a 4% de silicio, se usa para fabricar los ncleos de los transformadores elctricos, pues la aleacin presenta baja histresis (vase Magnetismo). Existe una aleacin de acero, el durirn, que contiene un 15% de silicio y es dura, frgil y resistente a la corrosin; el durirn se usa en los equipos industriales que estn en contacto con productos qumicos corrosivos. El silicio se utiliza tambin en las aleaciones de cobre, como el bronce y el latn.

Elsilicioesunsemiconductor; su resistividad a la corriente elctrica a temperatura ambiente vara entre la de los metales y la de los aislantes. La conductividad del silicio se puede controlar aadiendo pequeas cantidades de impurezas llamadas dopantes. La capacidad de controlar las propiedades elctricas del silicio y su abundancia en la naturaleza han posibilitado el desarrollo y aplicacin de los transistores y circuitos integrados que se utilizan en la industria electrnica.

FSFORO.

Fsforo (elemento),desmboloP,esun elemento no metlico reactivo, fundamental en los organismos vivos y con mltiples aplicaciones industriales. Su nmero atmico es 15 y su masa atmica 30,974. Se encuentra en el grupo 15 (o VA) del sistema peridico.

Fuedescubiertohacia el ao 1669 por el alquimista alemn Hennig Brand cuando experimentaba tratando de obtener oro a partir de la plata.


Elfsforosepresenta en tres formas alotrpicas diferentes: fsforo ordinario (o blanco), fsforo rojo y fsforo negro. De los tres, solamente el blanco y el rojo tienen importancia a nivel comercial. El fsforo ordinario recin preparado es blanco, volvindose amarillo plido al exponerse a la luz del sol. El fsforo es un slido ceroso, cristalino y translcido que resplandece dbilmente con aire hmedo y resulta fuertemente venenoso. A una temperatura de 34C arde en el aire espontneamente y debe almacenarse bajo agua. Es insoluble en agua, ligeramente soluble en disolventes orgnicos y muy solubles en disulfuro de carbono. El fsforo blanco tiene un punto de fusin de 44,1C y un punto de ebullicin de 280C.


Lamayoradeloscompuestos del fsforo son trivalentes y pentavalentes. El fsforo se combina fcilmente con oxgeno formando xidos, siendo los ms importantes el xido de fsforo (III), P2O3, y el xido de fsforo (V), P2O5. El xido de fsforo un slido cristalino blanco, se emplea como agente reductor. Es una sustancia delicuescente (se disuelve con la humedad del aire) y su vapor es txico. El xido de fsforo (V), un slido amorfo, blanco y delicuescente, sublima a 250C. Reacciona con agua formando cido fosfrico y se utiliza como agente desecante.

AZUFRE.Azufre,desmboloS,esun elemento no metlico, inspido, inodoro, de color amarillo plido. Se encuentra en el grupo 16 del sistema peridico. Su nmero atmico es 16 y su masa atmica 32,066. Tambinllamadopiedra inflamable, el azufre se conoce desde tiempos prehistricos y ya apareca en la Biblia y en otros escritos antiguos. Debido a su inflamabilidad, los alquimistas lo consideraron como un elemento esencial de la combustin.


La temperatura a la que el azufre rmbico y el monoclnico se encuentran en equilibrio, 94,5C, se conoce como temperatura de transicin. Cuando el azufre rmbico ordinario se funde a 115,21C, forma el lquido amarillo plido S, que se vuelve oscuro y viscoso a 160C, formando S. Si se calienta el azufre hasta casi alcanzar su punto de ebullicin de 444,6C y despus se vierte rpidamente en agua fra, no le da tiempo a cristalizar en el estado rmbico o monoclnico, sino que forma una sustancia transparente, pegajosa y elstica conocida como azufre amorfo o plstico, compuesta en su mayor parte por S sobreenfriado.


Laaplicacinmsimportante del azufre es la fabricacin de compuestos como cido sulfrico, sulfitos, sulfatos y dixido de azufre, todos ellos ya citados. En medicina, el azufre ha cobrado gran relevancia por la extensin del uso de las sulfamidas y su utilizacin en numerosas pomadas tpicas. Se emplea tambin para fabricar fsforos, caucho vulcanizado, tintes y plvora. En forma de polvo finamente dividido y frecuentemente mezclado con cal, el azufre se usa como fungicida para las plantas. La sal tiosulfato de sodio, Na2S2O35H2O, llamada impropiamente hiposulfito, se emplea en fotografa para el fijado de negativos y positivos. Combinado con diversas lminas de minerales inertes, el azufre constituye un pegamento especial utilizado para sujetar objetos metlicos a la roca, como en el caso de los rieles o vas de tren y cadenas. El cido sulfrico es uno de los productos qumicos industriales ms importantes, pues adems de emplearse en la fabricacin de sustancias que contienen azufre sirve tambin para obtener una gran cantidad de materiales que no contienen azufre en s mismos, como el cido fosfrico.

CLORO.

Cloro, de smbolo Cl, es un elemento gaseoso amarillo verdoso. Pertenece al grupo 17 (o VIIA) del sistema peridico, y es uno de los halgenos. Su nmero atmico es 17. El cloro elemental fue aislado por vez primera en 1774 por el qumico sueco Carl Wilhelm Scheele, quien crea que el gas era un compuesto; no fue hasta 1810 cuando el qumico britnico Humphry Davy demostr que el cloro era un elemento y le dio su nombre actual.


El cloro libre no existe en la naturaleza, pero sus compuestos son minerales comunes, y ocupa el lugar 20 en abundancia en la corteza terrestre. El cloro tiene un punto de fusin de -101C, un punto de ebullicin de -34,05C a una atmsfera de presin, y una densidad relativa de 1,41 a -35C; la masa atmica del elemento es 35,453.


Se usa para blanquear pulpa de papel y otros materiales orgnicos, para destruir los grmenes del agua y para preparar bromo, tetraetilplomo y otros productos importantes.

ARGON.

Argn, de smbolo Ar, es un elemento gaseoso incoloro e inodoro, el tercer gas ms abundante en la atmsfera de la Tierra. Pertenece al grupo 18 (o VIIIA) del sistema peridico y es uno de los gases nobles. Su nmero atmico es 18.

El argn fue descubierto en 1894 por los cientficos britnicos William Ramsay y John William Strutt Rayleigh.


El argn est formado por molculas monoatmicas. Se le crea qumicamente inerte hasta el ao 2000, cuando cientficos finlandeses anunciaron la obtencin de un compuesto estable de este elemento. Constituye el 0,93% de la atmsfera. Tiene un punto de fusin de -189,3C y un punto de ebullicin de -185,86C. La masa atmica del argn es 39,948.


Se produce comercialmente mediante la destilacin fraccionada del aire lquido. Se usa en grandes cantidades para rellenar bombillas (focos) elctricas. Si se deja aire en las bombillas incandescentes, el filamento se quema; si se hace el vaco, mtodo utilizado antiguamente, el filamento de tungsteno tiende a evaporarse, oscureciendo su interior. Para evitar esta evaporacin, la bombilla (foco) puede rellenarse con nitrgeno, que es el gas menos caro para este propsito, o con argn, que es mejor, pues conduce menos el calor y, por lo tanto, enfra menos el filamento.

POTASIO.

Potasio,desmboloK(dellatn kalium, 'lcali'), es un elemento metlico, extremamente blando y qumicamente reactivo. Pertenece al grupo 1 (o IA) del sistema peridico y es uno de los metales alcalinos. El nmero atmico del potasio es 19.

Fuedescubiertoynombrado en 1807 por el qumico britnico Humphry Davy.


El metal es blanco plateado y puede cortarse con un cuchillo. Tiene una dureza de 0,5. Se da en tres formas isotpicas naturales, de nmeros msicos 39, 40 y 41. El potasio 40 es radiactivo y tiene una vida media de 1.280 millones de aos. El istopo ms abundante es el potasio 39. Se han preparado artificialmente varios istopos radiactivos. El potasio tiene un punto de fusin de 63C, un punto de ebullicin de 760C y una densidad de 0,86g/cm3; la masa atmica del potasio es 39,098.


Elpotasiometalseemplea en las clulas fotoelctricas. El potasio forma varios compuestos semejantes a los compuestos de sodio correspondientes, basados en la valencia 1. El bromuro de potasio (KBr), un slido blanco formado por la reaccin de hidrxido de potasio con bromo, se utiliza en fotografa, grabado y litografa, y en medicina como sedante. El cromato de potasio (K2CrO4), un slido cristalino amarillo, y el dicromato de potasio (K2Cr2O7), un slido cristalino rojo, son poderosos agentes oxidantes utilizados en cerillas o fsforos y fuegos artificiales, en el tinte textil y en el curtido de cuero. El yoduro de potasio (KI) es un compuesto cristalino blanco, muy soluble en agua, usado en fotografa para preparar emulsiones y en medicina para el tratamiento del reuma y de la actividad excesiva del tiroides. El nitrato de potasio (KNO3) es un slido blanco preparado por la cristalizacin fraccionada de disoluciones de nitrato de sodio y cloruro de potasio, y se usa en cerillas o fsforos, explosivos y fuegos artificiales, y para adobar carne; se encuentra en la naturaleza como salitre.

CALCIO.

Calcio,desmboloCa,esun elemento metlico, reactivo y blanco plateado. Pertenece al grupo 2 (o IIA) del sistema peridico, y es uno de los metales alcalinotrreos. Su nmero atmico es 20.

ElqumicobritnicoHumphry Davy aisl el calcio en 1808 mediante electrlisis.


Elcalciotieneseisistopos estables y varios radiactivos. Metal maleable y dctil, amarillea rpidamente al contacto con el aire. Tiene un punto de fusin de 839C, un punto de ebullicin de 1.484C y una densidad de 1,54g/cm3; su masa atmica es 40,08. Elcalcioocupaelquinto lugar en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre, pero no se encuentra en estado puro en la naturaleza.


Elmetalseobtienesobre todo por la electrlisis del cloruro de calcio fundido, un proceso caro. Hasta hace poco, el metal puro se utilizaba escasamente en la industria. Se est utilizando en mayor proporcin como desoxidante para cobre, nquel y acero inoxidable.

ESCANDIO.

Escandio, de smbolo Sc, es un elemento metlico blando de color blanco-plateado y de nmero atmico 21. El escandio es uno de los elementos de transicin del sistema peridico.

El escandio fue descubierto en 1879 por el qumico sueco Lars Fredrik Nilson, ocho aos despus de que el qumico ruso Dmitri Ivnovich Mendeliev predijera, en base a la ley peridica, que el elemento exista en la naturaleza y que sus propiedades se asemejaban a las del elemento boro.


El escandio tiene un punto de fusin de 1.541 C, un punto de ebullicin de 2.836 C y una densidad relativa de 3,0. La masa atmica del escandio es 44,956.


El escandio existe en algunos minerales escasos, como por ejemplo, la wolframita. Ocupa el lugar 31 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Forma sales trivalentes incoloras.

TITANIO.

Titanio,desmboloTi,elemento metlico blanco plateado que se usa principalmente para preparar aleaciones ligeras y fuertes. Su nmero atmico es 27 y es uno de los elementos de transicin del sistema peridico.

Eltitaniofuedescubierto en 1791 (en el mineral menacanita), por el clrigo britnico William Gregor, quien le puso el nombre de menaquita.

Cuatro aos despus, el qumico alemn Martin Heinrich Klaproth volvi a descubrir el elemento en el mineral rutilo, y le llam titanio como alusin a la fuerza de los mitolgicos titanes griegos. El metal fue aislado en 1910.


Eltitaniosloessoluble en cido fluorhdrico y en cidos en caliente como el sulfrico; en cido ntrico no es soluble ni en caliente. El metal es extremadamente frgil en fro, pero es muy maleable y dctil al rojo vivo moderado. Tiene un punto de fusin de 1.660C, un punto de ebullicin de 3.287C y una densidad relativa de 4,5. Su masa atmica es 47,9.

Eltitanioardeconoxgeno a 610C formando dixido de titanio, y con Paraobtenerelxido de titanio se tritura el mineral y se mezcla con carbonato de potasio y cido fluorhdrico produciendo fluorotitanato de potasio (K2TiF6). ste se destila con agua caliente y se descompone con amonaco. As se obtiene el xido hidratado amoniacal, que se inflama en un recipiente de platino produciendo dixido de titanio (TiO2). Para obtener el titanio en forma pura, se trata el xido con cloro, con lo que se obtiene tetracloruro de titanio, un lquido voltil; despus se reduce ese lquido con magnesio en una cmara de hierro cerrada para producir titanio metlico. Por ltimo se funde el metal y se moldea en lingotes.


Debidoasuresistencia y su peso ligero, el titanio se usa en aleaciones metlicas y como sustituto del aluminio. Aleado con aluminio y vanadio, se utiliza en los aviones para fabricar las puertas de incendios, la capa exterior, los componentes del tren de aterrizaje, el entubado hidrulico y las protecciones del motor. Los labes del compresor, los discos y los revestimientos de los motores a reaccin tambin estn hechos de titanio. Un avin a reaccin de transporte utiliza entre 318 y 1.134 kg del metal, y un avin supersnico, que vuela a velocidades entre los 2.410 y los 3.220 km/h, utiliza entre 14 y 45 toneladas. El titanio se usa ampliamente en misiles y cpsulas espaciales; las cpsulas Mercurio, Gemini y Apolo fueron construidas casi totalmente con titanio. Otras aleaciones comunes de titanio son: el ferrocarbono titanio, que se obtiene reduciendo la ilmenita con coque en un horno elctrico; el cuprotitanio, que se produce por la reduccin de rutilo al que se ha aadido cobre, y el manganotitanio, que se obtiene reduciendo el rutilo al que se ha aadido manganeso u xidos de manganeso.

VANADIO.

Vanadio,desmboloV,esun elemento metlico blanco plateado de nmero atmico 23. El vanadio es uno de los elementos de transicin del sistema peridico. Fue descubierto en 1801, en Mxico, por Andrs Manuel del Ro, pero se pens que era una forma de cromo. En 1830 aproximadamente, el qumico sueco Nils Gabriel Sefstrm lo reconoci como un nuevo elemento.


Elvanadiopuedepulirse fcilmente y es uno de los metales ms duros. Tiene un punto de fusin de 1.890 C, un punto de ebullicin de 3.380 C y una densidad relativa de 5,96. Su masa atmica es 50,941.


Debidoasudurezaygran resistencia a la traccin, el metal se utiliza en muchas aleaciones, como el ferrovanadio, el nquel-vanadio y el cromo-vanadio. Los aceros de cromo-vanadio se utilizan para fabricar muelles y en mecanismos de transmisin y otras piezas de los motores.

CROMO.

Cromo,desmboloCr,esun elemento metlico de color gris, que puede presentar un intenso brillo. Es uno de los elementos de transicin del sistema peridico y su nmero atmico es 24. Esteelementofuedescubierto en 1797 por el qumico francs Louis Nicolas Vauquelin, que lo denomin cromo (del griego chroma, 'color') debido a los mltiples colores de sus compuestos.


Elcromoesunelemento comn y ocupa el lugar 21 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Su masa atmica es 51,996; su punto de fusin es de 1.857 C, y su punto de ebullicin de 2.672 C y su densidad 7,2 g/cm3.

Elcromopuedereemplazar en parte al aluminio o al hierro en muchos minerales a los que da sus exclusivos colores. Muchas de las gemas preciosas deben su color a la presencia de compuestos de cromo. Los minerales aptos para su posterior manipulacin son poco comunes; la cromita (FeCr2O4) es el ms importante.


Msdelamitaddela produccin total de cromo se destina a productos metlicos, y una tercera parte es empleada en refractantes. El cromo est presente en diversos catalizadores importantes. Principalmente se utiliza en la creacin de aleaciones de hierro, nquel o cobalto. Al aadir el cromo se consigue aumentar la dureza y la resistencia a la corrosin de la aleacin. En los aceros inoxidables, constituye el 10% de la composicin final. Debido a su dureza, la aleacin de cromo, cobalto y wolframio se emplea para herramientas de corte rpido de metales. Al depositarse electrolticamente, el cromo proporciona un acabado brillante y resistente a la corrosin. Debido a ello se emplea a gran escala en el acabado de vehculos. El amplio uso de la cromita como refractante se debe a su alto punto de fusin, su moderada dilatacin trmica y la estabilidad de su estructura cristalina.

MANGANESO.

Manganeso,desmboloMn,esun elemento metlico, frgil, de aspecto blanco plateado. Se emplea fundamentalmente en aleaciones. El manganeso es uno de los elementos de transicin del sistema peridico. Su nmero atmico es 25.

Elmanganesofuedescubierto como elemento en 1774 por el qumico sueco Carl Wilhelm Scheele, y fue aislado por primera vez por Johan Gottlieb Gahn ese mismo ao.


El metal manganeso se corroe en aire hmedo y se disuelve en cidos. Tiene un punto de fusin de 1.245 C, y un punto de ebullicin de 962 C; su densidad es 7,2 g/cm3, y su masa atmica 54,938.

Elmanganesopuroseobtiene por la combustin de la pirolusita (dixido de manganeso) con polvo de aluminio, o por la electrlisis del sulfato de manganeso. Este metal no se da en la naturaleza en estado puro, excepto en los meteoritos, pero se encuentra ampliamente distribuido en todo el mundo en forma de menas como la rodocrosita, la franklinita, la psilomelana y la manganita. Ocupa el lugar 12 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. La principal mena del manganeso es la pirolusita. Entre los pases productores de manganeso figuran Ucrania, Georgia, Sudfrica, Brasil y Mxico.


Elusoprincipaldelmanganeso es la formacin de aleaciones de hierro, obtenidas mediante el tratamiento de pirolusita en altos hornos con hierro y carbono. Las aleaciones ferromanganosas (hasta un 78% de manganeso), utilizadas para fabricar aceros, y las aleaciones spiegeleisen (de un 12 a un 33% de manganeso), son las ms importantes. En pequeas cantidades, el manganeso se aade al acero como desoxidante, y en grandes cantidades se emplea para formar una aleacin muy resistente al desgaste. Las cajas fuertes estn hechas de acero de manganeso, con un 12% de manganeso. Entre las aleaciones no ferrosas de manganeso se encuentran el bronce de manganeso (compuesto de manganeso, cobre, estao y cinc), resistente a la corrosin del agua de mar y que se utiliza en la fabricacin de hlices de barcos y torpedos, y la manganina (compuesta de manganeso, cobre y nquel), usada en forma de cables para mediciones elctricas de alta precisin, dado que su conductividad elctrica apenas vara con la temperatura. Vase tambin Siderurgia.

Elmanganesosueleformar compuestos con valencias de 2, 3, 4, 6 o 7. El dixido de manganeso (MnO2) se da en la naturaleza en forma de pirolusita, y puede obtenerse artificialmente calentando nitrato de manganeso. Se utiliza en pinturas y barnices, para pintar cristales y cermica, en la obtencin de cloro y yodo y como despolarizador en bateras de pilas secas. El sulfato de manganeso (II) (MnSO4), un slido cristalino de color rosa, se prepara por la accin de cido sulfrico sobre dixido de manganeso, y se utiliza en tintes para el algodn. El permanganato de sodio y el de potasio (NaMnO4 y KMnO4) son cristales de color prpura oscuro, formados por la oxidacin de sales cidas de manganeso, y se emplean como oxidantes y desinfectantes.

HIERRO.

Hierro (qumica),desmboloFe(dellatn ferrum, hierro), es un elemento metlico, magntico, maleable y de color blanco plateado. Tiene de nmero atmico 26 y es uno de los elementos de transicin del sistema peridico.Fuedescubiertoenla prehistoria y era utilizado como adorno y para fabricar armas; el objeto ms antiguo, an existente, es un grupo de cuentas oxidadas encontrado en Egipto, y data del 4000a.C. El trmino arqueolgico edad del hierro se aplica slo al periodo en el que se extiende la utilizacin y el trabajo del hierro. El procesado moderno del hierro no comenz en Europa central hasta la mitad del sigloXIV.


Elhierropurotieneuna dureza que oscila entre 4 y 5. Es blando, maleable y dctil. Se magnetiza fcilmente a temperatura ordinaria; es difcil magnetizarlo en caliente, y a unos 790C desaparecen las propiedades magnticas. Tiene un punto de fusin de unos 1.535C, un punto de ebullicin de 2.750C y una densidad relativa de 7,86. Su masa atmica es 55,845.

Elmetalexisteentres formas alotrpicas distintas: hierro ordinario o hierro- (hierro-alfa), hierro- (hierro-gamma) y hierro- (hierro-delta). La disposicin interna de los tomos en la red del cristal vara en la transicin de una forma a otra. La transicin de hierro- a hierro- se produce a unos 910C, y la transicin de hierro- a hierro- se produce a unos 1.400C. Las distintas propiedades fsicas de las formas alotrpicas y la diferencia en la cantidad de carbono admitida por cada una de las formas desempean un papel importante en la formacin, dureza y temple del acero.

Qumicamenteelhierro es un metal activo. Se combina con los halgenos (flor, cloro, bromo, yodo y astato) y con el azufre, fsforo, carbono y silicio. Desplaza al hidrgeno de la mayora de los cidos dbiles. Arde con oxgeno formando tetrxido trifrrico (xido ferrosofrrico), Fe3O4. Expuesto al aire hmedo, se corroe formando xido de hierro hidratado, una sustancia pardo-rojiza, escamosa, conocida comnmente como orn o herrumbre. La formacin de orn es un fenmeno electroqumico en el cual las impurezas presentes en el hierro interactan elctricamente con el hierro metal. Se establece una pequea corriente en la que el agua de la atmsfera proporciona una disolucin electroltica (vase Electroqumica). El agua y los electrlitos solubles aceleran la reaccin. En este proceso, el hierro metlico se descompone y reacciona con el oxgeno del aire para formar el orn. La reaccin es ms rpida en aquellos lugares donde se acumula el orn, y la superficie del metal acaba agujerendose. Vase Corrosin.

Elhierrosloexiste en estado libre en unas pocas localidades, en concreto al oeste de Groenlandia. Tambin se encuentra en los meteoritos, normalmente aleado con nquel. En forma de compuestos qumicos, est distribuido por todo el mundo, y ocupa el cuarto lugar en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre; despus del aluminio, es el ms abundante de todos los metales. El principal mineral de hierro es la hematites. Otros minerales importantes son la goetita, la magnetita, la siderita y el hierro del pantano (limonita). La pirita, que es un sulfuro de hierro, no se procesa como mineral de hierro porque el azufre es muy difcil de eliminar. Para ms detalles sobre el procesado de los minerales de hierro, vase Siderurgia. Tambin existen pequeas cantidades de hierro combinadas con aguas naturales y en las plantas; adems, es un componente de la sangre.


Elhierropuro,preparado por la electrlisis de una disolucin de sulfato de hierro (ii), tiene un uso limitado. El hierro comercial contiene invariablemente pequeas cantidades de carbono y otras impurezas que alteran sus propiedades fsicas, pero stas pueden mejorarse considerablemente aadiendo ms carbono y otros elementos de aleacin.

Lamayorpartedelhierro se utiliza en formas sometidas a un tratamiento especial, como el hierro forjado, el hierro colado y el acero. Comercialmente, el hierro puro se utiliza para obtener lminas metlicas galvanizadas y electroimanes. Los compuestos de hierro se usan en medicina para el tratamiento de la anemia, es decir, cuando desciende la cantidad de hemoglobina o el nmero de glbulos rojos en la sangre.

Segnestimacionespara 2000, la produccin anual de hierro se situaba en torno a los 1.010 millones de toneladas.

COBALTO.

Cobalto, de smbolo Co, es un elemento metlico, magntico, de color blanco plateado, usado principalmente para obtener aleaciones. Su nmero atmico es 27 y es uno de los elementos de transicin del sistema peridico. El cobalto fue descubierto en 1735 por el qumico sueco George Brandt.


Tiene poca solidez y escasa ductilidad a temperatura normal, pero es dctil a altas temperaturas. Tiene un punto de fusin de 1.495C, y un punto de ebullicin de 2.870C, siendo su densidad de 8,9 g/cm3. La masa atmica del cobalto es 58,933.


De los distintos istopos de cobalto conocidos, el cobalto 60 radiactivo es el ms importante. Tiene una vida media de 5,7 aos y produce una intensa radiacin gamma. El cobalto 60 se utiliza ampliamente en la industria y en la terapia radioisotpica (vase Istopo trazador).

Ocupa el lugar 30 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. El cobalto aparece en forma de arseniuro (CoAs2), conocido como esmaltita; como sulfoarseniuro de cobalto (CoAsS), tambin llamado cobaltina, y como arseniato hidratado de cobalto (Co(AsO4)28H 2O), conocido como eritrita. Las zonas de obtencin del cobalto ms importantes son los yacimientos de Ontario en Canad, y los de los pases de frica central Zambia y Repblica Democrtica del Congo, que son actualmente los mayores productores mundiales.

NIQUEL.Nquel,desmboloNi,esun elemento metlico magntico, de aspecto blanco plateado, utilizado principalmente en aleaciones. Es uno de los elementos de transicin del sistema peridico y su nmero atmico es 28.Durantemilesdeaos el nquel se ha utilizado en la acuacin de monedas en aleaciones de nquel y cobre, pero no fue reconocido como sustancia elemental hasta el ao 1751, cuando el qumico sueco Axel Frederic Cronstedt consigui aislar el metal de una mena de niquelita.


Elnquelesunmetal duro, maleable y dctil, que puede presentar un intenso brillo. Tiene propiedades magnticas por debajo de 345C. Aparece bajo cinco formas isotpicas diferentes. El nquel metlico no es muy activo qumicamente. Es soluble en cido ntrico diluido, y se convierte en pasivo (no reactivo) en cido ntrico concentrado. No reacciona con los lcalis. Tiene un punto de fusin de 1.455C, un punto de ebullicin de 2.730C y una densidad de 8,9g/cm3. Su masa atmica es 58,69.

Elnquelapareceenforma de metal en los meteoritos. Tambin se encuentra, en combinacin con otros elementos, en minerales como la garnierita, milerita, niquelita, pentlandita y pirrotina, siendo estos dos ltimos las principales menas del nquel. Ocupa el lugar 22 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre.


Elnquelseempleacomo protector y como revestimiento ornamental de los metales, en especial de los que son susceptibles de corrosin como el hierro y el acero. La placa de nquel se deposita por electrlisis de una solucin de nquel. Finamente dividido, el nquel absorbe 17 veces su propio volumen de hidrgeno y se utiliza como catalizador en un gran nmero de procesos, incluida la hidrogenacin del petrleo.

Losmayoresdepsitos de nquel se encuentran en Canad; en 1957 se descubrieron ricos yacimientos en el norte de Quebec. Otros pases importantes productores de nquel son Rusia, Australia e Indonesia. La produccin mundial minera de nquel en 2000 fue de unos 1.160 millones de toneladas.

COBRE.

Cobre,desmboloCu,esuno de los metales de mayor uso, de apariencia metlica y color pardo rojizo. El cobre es uno de los elementos de transicin de la tabla peridica, y su nmero atmico es 29. Yaeraconocidoenpocas prehistricas, y las primeras herramientas y enseres fabricados probablemente fueran de cobre. Se han encontrado objetos de este metal en las ruinas de muchas civilizaciones antiguas, como en Egipto, Asia Menor, China, sureste de Europa, Chipre (de donde proviene la palabra cobre), Creta y Amrica del Sur. El cobre puede encontrarse en estado puro.


Supuntodefusines de 1.083C, mientras que su punto de ebullicin es de unos 2.567C, y tiene una densidad de 8,9g/cm3. Su masa atmica es 63,546.

Elcobreocupaellugar 25 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Frecuentemente se encuentra agregado con otros metales como el oro, plata, bismuto y plomo, apareciendo en pequeas partculas en rocas, aunque se han hallado masas compactas de hasta 420 toneladas. El cobre se encuentra por todo el mundo en la lava basltica, localizndose el mayor depsito conocido en la cordillera de los Andes en Chile, bajo la forma de prfido. Este pas posee aproximadamente el 25% de las reservas mundiales conocidas de cobre y a comienzos de 1980 se convirti en el primer pas productor de este metal. Los principales yacimientos se localizan en Chuquicamata, Andina, El Salvador y El Teniente.

Lasprincipalesfuentes del cobre son la calcopirita y la bornita, sulfuros mixtos de hierro y cobre. Otras menas importantes son los sulfuros de cobre calcosina y covellina; la primera se encuentra en Chile, Mxico, Estados Unidos y la antigua URSS, y la segunda, en Estados Unidos. La enargita, un sulfoarseniato de cobre, se encuentra en la antigua Yugoslavia, Sudfrica y Amrica del Norte; la azurita, un carbonato bsico de cobre, en Francia y Australia, y la malaquita, otro carbonato bsico de cobre, en los montes Urales, Namibia y Estados Unidos. La tetraedrita, un sulfoantimoniuro de cobre y de otros metales, y la crisocolla, un silicato de cobre, se hallan ampliamente distribuidos en la naturaleza; la cuprita, un xido, en Espaa, Chile, Per y Cuba, y la atacamita, un cloruro bsico, cuyo nombre proviene de la regin andina de Atacama, en el norte de Chile y Per.


Elcobretieneunagran variedad de aplicaciones a causa de sus ventajosas propiedades, como son su elevada conductividad del calor y electricidad, la resistencia a la corrosin, as como su maleabilidad y ductilidad, adems de su belleza. Debido a su extraordinaria conductividad, slo superada por la plata, el uso ms extendido del cobre se da en la industria elctrica. Su ductilidad permite transformarlo en cables de cualquier dimetro, a partir de 0,025mm. La resistencia a la traccin del alambre de cobre estirado es de unos 4.200kg/cm2. Puede usarse tanto en cables y lneas de alta tensin exteriores como en el cableado elctrico en interiores, cables de lmparas y maquinaria elctrica en general: generadores, motores, reguladores, equipos de sealizacin, aparatos electromagnticos y sistemas de comunicaciones.

Elcobrepuroesblando, pero puede endurecerse posteriormente. Las aleaciones de cobre, mucho ms duras que el metal puro, presentan una mayor resistencia y por ello no pueden utilizarse en aplicaciones elctricas. No obstante, su resistencia a la corrosin es casi tan buena como la del cobre puro y son de fcil manejo. Las dos aleaciones ms importantes son el latn, una aleacin con cinc, y el bronce, una aleacin con estao. A menudo, tanto el cinc como el estao se funden en una misma aleacin, haciendo difcil una diferenciacin precisa entre el latn y el bronce. Ambos se emplean en grandes cantidades. Tambin se usa el cobre en aleaciones con oro, plata y nquel, y es un componente importante en aleaciones como el monel, el bronce de can y la plata alemana o alpaca.

ZINC.

Cinc o Zinc,desmboloZn,elemento metlico blanco azulado que tiene muchas aplicaciones industriales. Es uno de los elementos de transicin del sistema peridico; su nmero atmico es 30. Los minerales de cinc se conocen desde hace mucho tiempo, pero el cinc no fue reconocido como elemento hasta 1746, cuando el qumico alemn Andreas Sigismund Marggraf aisl el metal puro calentando calamina y carbn de lea.


Elcincpuroesunmetal cristalino, insoluble en agua caliente y fra, y soluble en alcohol, en los cidos y en los lcalis. Es extremadamente frgil a temperaturas ordinarias, pero se vuelve maleable entre los 120 y los 150C, y se lamina fcilmente al pasarlo entre rodillos calientes. No es atacado por el aire seco, pero en aire hmedo se oxida, cubrindose con una pelcula carbonada que lo protege de una posterior corrosin. Tiene un punto de fusin de 420C, un punto de ebullicin de 907C y una densidad relativa de 7,14. Su masa atmica es 65,409.

Ocupaellugar24enabundancia entre los elementos de la corteza terrestre. No existe libre en la naturaleza, sino que se encuentra como xido de cinc (ZnO) en el mineral cincita y como silicato de cinc (2ZnOSiO2H2O) en la hemimorfita. Tambin se encuentra como carbonato de cinc (ZnCO3) en el mineral esmitsonita, como xido mixto de hierro y cinc (Zn(FeO2)O2) en la franklinita, y como sulfuro de cinc (ZnS) en la esfalerita, o blenda de cinc. Las menas utilizadas ms comnmente como fuente de cinc son la esmitsonita y la esfalerita.


Elmetalseusaprincipalmente como capa protectora o galvanizador para el hierro y el acero, y como componente de distintas aleaciones, especialmente del latn. Tambin se utiliza en las placas de las pilas (bateras) elctricas secas, y en las fundiciones a troquel. El xido de cinc, conocido como cinc blanco, se usa como pigmento en pintura. Tambin se utiliza como rellenador en llantas de goma y como pomada antisptica en medicina. El cloruro de cinc se usa para preservar la madera y como fluido soldador. El sulfuro de cinc es til en aplicaciones relacionadas con la electroluminiscencia, la fotoconductividad, la semiconductividad y otros usos electrnicos; se utiliza en los tubos de las pantallas de televisin y en los recubrimientos fluorescentes.

GALIO.Galio, de smbolo Ga, es un elemento metlico que se mantiene en estado lquido en un rango de temperatura ms amplio que cualquier otro elemento. El galio se encuentra en el grupo 13 (o IIIA) del sistema peridico. Su nmero atmico es 3. Fue descubierto espectroscpicamente por el qumico francs Paul mile Lecoq de Boisbaudran en 1875, que aisl al ao siguiente el elemento en su estado metlico.


El galio presenta un color gris azulado en estado slido y un color plateado en estado lquido. Es uno de los pocos metales que se mantienen en estado lquido a temperatura ambiente. Como el agua, puede ser enfriado a baja temperatura y se expande al congelarse. Ocupa el lugar 34 en abundancia en la corteza terrestre. Su punto de fusin es de 30 C, y su punto de ebullicin es de 2.403 C. Tiene una densidad de 5,9 g/cm3, y su masa atmica es 69,2.


El galio aparece en pequeas cantidades en algunas variedades de blendas de cinc, bauxita, pirita, magnetita y caoln. Se asemeja al aluminio en la formacin de sales y xidos trivalentes. Tambin forma algunos compuestos monovalentes y divalentes. Su bajo punto de fusin y su alto punto de ebullicin lo hacen idneo para fabricar termmetros de alta temperatura. Algunos compuestos del galio son excelentes semiconductores y se han utilizado ampliamente en rectificadores, transistores, fotoconductores y diodos de lser y mser.

GERMANIO.

Germanio, de smbolo Ge, es un elemento semimetlico cristalino, duro, brillante, de color blanco grisceo. Su nmero atmico es 32, y pertenece al grupo 14 (o IVA) de la tabla peridica. El qumico ruso Dmitri Mendeliev predijo la existencia y propiedades qumicas del germanio en 1871; debido a su posicin en la tabla peridica, detrs del silicio, lo llam ekasilicio. El elemento fue en realidad descubierto en el ao 1886 en yacimientos de argirodita (mineral de sulfuro de plata) por el qumico alemn Clemens Alexander Winkler.

PROPIEDADES FSICAS Y QUtMICAS.

Ocupa el lugar 54 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Tiene un punto de fusin de 937C, un punto de ebullicin de 2.830C y una densidad relativa de 5,3; su masa atmica es 72,64.


Se encuentra en pequeas cantidades en yacimientos de plata, cobre y cinc, as como en el mineral germanita, que contiene un 8% de germanio. El elemento y sus compuestos tienen numerosas aplicaciones. Los cristales de germanio convenientemente tratados tienen la propiedad de rectificar o permitir el paso de la corriente elctrica en un solo sentido, por lo que fueron empleados masivamente durante y despus de la IIGuerra Mundial como detectores de UHF y seales de radar. Los cristales de germanio tambin tienen otras aplicaciones electrnicas. Fue el primer metal utilizado en los transistores, dispositivos electrnicos que requieren mucha menos corriente que los tubos de vaco. El xido de germanio se emplea en la fabricacin de lentes pticas y en el tratamiento de la anemia.

ARSNICO.

Arsnico,desmboloAs,esun elemento semimetlico extremadamente venenoso. El nmero atmico del arsnico es 33. El arsnico est en el grupo 15 (o VA) del sistema peridico. Elarsnicoseconoce desde la antigedad. El elemento puro puede prepararse fcilmente calentando un mineral comn llamado arsenopirita (FeAsS).


Qumicamenteelarsnico se encuentra entre los metales y los no metales. Sus propiedades responden a su situacin dentro del grupo al que pertenece (nitrgeno, fsforo, arsnico, antimonio y bismuto). El arsnico ocupa el lugar 52 en abundancia entre los elementos naturales de la corteza terrestre. Cuando se calienta, se sublima, pasando directamente de slido a gas a 613 C. Una de las formas ms comunes del arsnico es gris, de apariencia metlica y tiene una densidad relativa de 5,7. Existe tambin una forma amarilla no metlica con una densidad relativa de 2,0. La masa atmica del arsnico es 74,92.


Elarsnicoseusaen grandes cantidades en la fabricacin de vidrio para eliminar el color verde causado por las impurezas de compuestos de hierro. Una carga tpica en un horno de vidrio contiene un 0,5 % de trixido de arsnico. A veces se aade al plomo para endurecerlo, y tambin se usa en la fabricacin de gases venenosos militares como la lewisita y la adamsita. Hasta la introduccin de la penicilina, el arsnico era muy importante en el tratamiento de la sfilis. En otros usos mdicos ha sido desplazado por las sulfamidas o los antibiticos. Los arseniatos de plomo y calcio se usan frecuentemente como insecticidas. Ciertos compuestos de arsnico, como el arseniuro de galio (GaAs), se utilizan como semiconductores. El GaAs se usa tambin como lser. El disulfuro de arsnico (As2S2), conocido tambin como oropimente rojo y rub arsnico, se usa como pigmento en la fabricacin de fuegos artificiales y pinturas.

Elarsnicoesvenenoso en dosis significativamente mayores a 65 mg, y el envenenamiento puede producirse por una nica dosis alta, pero tambin por acumulacin progresiva de pequeas dosis repetidas, como, por ejemplo, la inhalacin de gases o polvo de arsnico. Por otra parte, algunas personas, en concreto los que ingieren arsnico en las montaas del sur de Austria, han descubierto que el arsnico tiene un efecto tnico, y han desarrollado cierta tolerancia hacia l que les permite ingerir cada da una cantidad que normalmente sera una dosis fatal. Sin embargo, esta tolerancia no les protege contra la misma cantidad de arsnico administrada hipodrmicamente.

Amenudoesimportante contar con un test fiable que detecte la presencia de cantidades pequeas de arsnico, porque el arsnico, aun siendo un veneno violento, es ampliamente usado y, por tanto, es un contaminante muy difundido. La prueba de Marsh, llamado as por su inventor, el qumico ingls James Marsh, proporciona un mtodo simple para detectar trazas de arsnico tan mnimas que no podran descubrirse con un anlisis ordinario. La sustancia a analizar se coloca en un generador de hidrgeno, y el arsnico presente se convierte en arsenamina (AsH3), que se mezcla con el hidrgeno. Si el flujo de hidrgeno se calienta mientras pasa por un tubo de vidrio, la arsenamina se descompone, y el arsnico metlico se deposita en el tubo. Cantidades mnimas producen una mancha apreciable. Utilizando la prueba de Marsh se pueden detectar cantidades tan mnimas como 0,1 mg de arsnico o de antimonio.

SELENIO.

Selenio(delgriegoselnion, resplandor de la luna), de smbolo Se, es un elemento semimetlico, cuyo nmero atmico es 34. Se encuentra en el grupo 16 (o VIA) del sistema peridico. Elseleniofuedescubierto en 1817 por el qumico sueco Jns Jakob Berzelius en el lodo recogido en el fondo de una cmara de plomo en una fbrica de cido sulfrico.


Qumicamenteseasemeja al azufre y est relacionado con el teluro. Al igual que el azufre, se presenta en varias formas alotrpicas diferentes: como polvo rojo-ladrillo; como masa amorfa vidriosa, de color castao oscuro, llamada selenio vitroso; como cristales monoclnicos rojos con una densidad relativa de 4,5; y como cristales de color gris metlico llamados selenio gris. Forma cido selenioso (H2SeO3) y cido selnico (H2SeO4), cuyas sales respectivas se denominan selenitos y seleniatos. El selenio gris tiene un punto de fusin de 217C, un punto de ebullicin de 685C y una densidad relativa de 4,81. La masa atmica del selenio es 78,96.

Elelementoselenioaparece en unos pocos minerales como seleniuro, siendo el ms comn de ellos el seleniuro de plomo. Tambin se da combinado con azufre en numerosas menas de este elemento. Se obtiene generalmente como subproducto en el refinado de menas de sulfuro de cobre, aunque esta ltima fuente de obtencin es insuficiente para satisfacer la creciente demanda del elemento en la industria. El mayor depsito destinado a explotacin comercial se descubri en 1955 en Wyoming (EEUU).


Elseleniogrisesconductor de la electricidad; esta conductividad aumenta con la luz y disminuye en la oscuridad. Esta propiedad se aprovecha en el funcionamiento de diversos aparatos fotoelctricos (vase Clula fotoelctrica; Xerografa). En forma de selenio rojo o seleniuro de sodio, se utiliza para colorear de rojo escarlata vidrios, barnices y esmaltes. Tambin se emplea a gran escala para eliminar colores en el vidrio, ya que neutraliza el tinte verdoso producido por compuestos de hierro (ferrosos). A menudo se aaden pequeas cantidades de selenio al caucho vulcanizado para aumentar su resistencia a la abrasin. El seleniato de sodio se usa como insecticida para las plantas, especialmente para crisantemos y claveles, esparcindose alrededor de las races para alcanzar toda la planta a travs de la savia. El sulfuro de selenio se emplea en el tratamiento de la caspa, acn, eccemas, dermatitis seborreica y otras enfermedades de la piel.

BROMO.

Bromo,desmboloBr,esun elemento venenoso que a temperatura ambiente presenta un color rojo oscuro. Es uno de los halgenos y pertenece al grupo 17 (o VIIA) del sistema peridico. Su nmero atmico es 35. Fue aislado por el qumico francs Antoine Jrme Balard.


Elbromoseencuentra abundantemente en la naturaleza. Su punto de fusin es de -7,25 C, y su punto de ebullicin de 58,78 C, siendo su densidad relativa 3,10 y su masa atmica 79,90. Por sus propiedades qumicas, el bromo es tan parecido al cloro con el que casi siempre se encuentra asociado que no fue reconocido como un elemento distinto hasta 1826, cuando fue aislado por el qumico francs Antoine Jrme Balard.

Elbromonoseencuentra en la naturaleza en estado puro, sino en forma de compuestos. El bromo puede obtenerse a partir del bromuro mediante un tratamiento con dixido de manganeso o clorato de sodio. El aumento de la demanda ha llevado a producir el bromo a partir del agua de mar, que contiene una proporcin de 65 partes de bromo por milln.


Elbromohasidoutilizado en la preparacin de ciertos tintes y en la obtencin de dibromoetano (bromuro de etileno), un componente del lquido antidetonante de la gasolina de plomo. Tambin tiene aplicaciones en fotografa y en la produccin de gas natural y petrleo.

CRIPTON.

Criptn (del griego kryptos, 'escondido'), de smbolo Kr, es un elemento gaseoso incoloro e inodoro que constituye una fraccin diminuta de la atmsfera terrestre. Pertenece al grupo 18 (o VIIIA) del sistema peridico, y es uno de los gases nobles. Su nmero atmico es 36. El criptn fue aislado por vez primera en 1898 por los qumicos britnicos William Ramsay y Morris William Travers, por medio de la destilacin fraccionada de una mezcla de gases nobles.


El criptn est presente en la atmsfera en una proporcin de 1 parte por 20 millones en volumen o 1 parte por 7 millones en masa. En 1962 y 1963 se descubrieron varios compuestos de criptn. El criptn tiene un punto de fusin de -157,21C y un punto de ebullicin de -153,35C; el criptn lquido tiene una densidad relativa de 2,41 a su temperatura de ebullicin. La masa atmica del criptn es 83,798.


El criptn se utiliza solo o con argn y nen en las bombillas (focos) incandescentes. En un tubo de descarga elctrica, emite un brillo caracterstico de color anaranjado rojizo; estos tubos llenos de criptn se utilizan en la iluminacin de campos de aterrizaje porque la luz roja es visible a largas distancias y penetra la niebla y la neblina ms que la luz ordinaria. En 1960, la Oficina Internacional de Pesas y Medidas adopt como la longitud del metro patrn 1.650.763,73 veces la longitud de onda de la luz emitida por el istopo criptn86.

RUBIDIO. Rubidio (del latn rubidus, 'rojo'), de smbolo Rb, es un elemento metlico qumicamente reactivo de nmero atmico 37. Pertenece al grupo 1 (o IA) del sistema peridico, y es uno de los metales alcalinos. Fue descubierto mediante espectroscopia en 1860 por el qumico alemn Robert Wilhelm Bunsen y el fsico alemn Gustav Robert Kirchhoff, quienes nombraron el elemento por las destacadas lneas rojas de su espectro.


El rubidio metlico es blanco-plateado y muy blando. Es el tercero en actividad de los metales alcalinos. Se oxida inmediatamente cuando se le expone al aire y arde espontneamente para formar xido de rubidio. Reacciona violentamente con el agua. En su comportamiento qumico, el rubidio se parece al sodio y al potasio. Tiene un punto de fusin de 39 C, un punto de ebullicin de 686 C, y una de densidad 1,53 g/cm3; su masa atmica es 85,468.


Es un elemento ampliamente distribuido, y ocupa el lugar 23 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. No se encuentra en grandes sedimentos sino en pequeas cantidades en aguas minerales y en varios minerales asociados generalmente con otros metales alcalinos. Tambin se encuentra en pequeas cantidades en el t, el caf, el tabaco y en otras plantas, y los organismos vivos pueden requerir cantidades diminutas del elemento. El rubidio se utiliza en catalizadores y en clulas fotoelctricas. La desintegracin radiactiva del istopo rubidio 87 puede utilizarse para determinar la edad geolgica.

ESTRONCIO.

Estroncio, de smbolo Sr, es un elemento metlico, dctil, maleable y qumicamente reactivo. Pertenece al grupo 2 (o IIA) del sistema peridico, y es uno de los metales alcalinotrreos. Su nmero atmico es 38. El estroncio metlico fue aislado por vez primera por el qumico britnico Humphry Davy en 1808; el xido se conoca desde 1790.


El estroncio tiene color plateado cuando est recin cortado. Se oxida fcilmente al aire y reacciona con el agua para producir hidrxido de estroncio e hidrgeno gas. Como los dems metales alcalinotrreos, se prepara transformando el carbonato o el sulfato en cloruro, el cual, por hidrlisis, produce el metal. Tiene un punto de fusin de 769C, un punto de ebullicin de 1.384C y una densidad de 2,6g/cm3. Su masa atmica es 87,62.


El estroncio nunca se encuentra en estado elemental, y existe sobre todo como estroncianita, SrCO3, y celestina, SrSO4. Ocupa el lugar 15 en abundancia natural entre los elementos de la corteza terrestre y est ampliamente distribuido en pequeas cantidades. Las cantidades mayores se extraen en Mxico, Inglaterra y Escocia. Debido a que emite un color rojo brillante cuando arde en el aire, se utiliza en la fabricacin de fuegos artificiales y en seales de ferrocarril. La estronciana (xido de estroncio), SrO, se usa para recubrir las melazas de azcar de remolacha. Un istopo radiactivo del elemento, el estroncio 85, se usa para la deteccin del cncer de huesos. El estroncio 90 es un istopo radiactivo peligroso que se ha encontrado en la lluvia radiactiva subsiguiente a la detonacin de algunas armas nucleares.

ITRIO.

Itrio, de smbolo Y, es un elemento metlico blanco-plateado, de nmero atmico 39. El itrio es uno de los elementos de transicin del sistema peridico. El itrio fue aislado por el qumico sueco Carl Gustav Mosander en 1843. El itrio metal puede ser preparado por la reduccin del trifluoruro de itrio (YF3) con calcio. Se oxida fcilmente con el aire produciendo el xido Y2O3 y se disuelve en agua caliente para formar el hidrxido Y(OH)3. El itrio ocupa el lugar 29 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre.


El itrio tiene un punto de fusin de 1.522 C, un punto de ebullicin de 3.338 C, y una densidad relativa de 4,47. La masa atmica del itrio es 88,906.


El itrio se encuentra como un xido en la mayora de los minerales de los lantnidos. Se usa mucho en las sustancias fosfricas empleadas en los tubos de televisin en color.

CIRCONIO.

Circonio,desmboloZr,esun elemento metlico de nmero atmico 40. El circonio es uno de los elementos de transicin del sistema peridico. El elemento fue descubierto en 1789 por el qumico alemn Martin Heinrich Klaproth y aislado en 1824 por el qumico sueco Jns Jakob Berzelius.


Enestadopuro,elcirconio existe en dos formas: la forma cristalina, un metal blando, blanco y dctil; y la forma amorfa, un polvo negro-azulado. Ambas formas son insolubles en agua, ligeramente solubles en alcohol y completamente solubles en cido fluorhdrico. El metal arde en el aire a 500 C.

Elcirconioocupaellugar 18 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. El circonio tiene un punto de fusin de 1.852 C, un punto de ebullicin de 4.377 C y su masa atmica es 91,22.

Elcirconionuncaseencuentra libre en la naturaleza; existe principalmente como silicato, en el mineral zircn, y como xido, en el mineral badeleyta, que se encuentra en cantidades comerciales en Brasil. Las menas de circonio contienen tambin el elemento hafnio, un metal con propiedades similares a las del circonio.

APLICACIONES COMERCIALES E INDUSTRIALES.Elcirconioseusaen la fabricacin de acero, porcelana, ciertas aleaciones no ferrosas y material refractario. Se utiliza tambin en tubos de vaco para extraer los restos de gases porque combina fcilmente con el oxgeno, el hidrgeno y el nitrgeno a altas temperaturas. El circonio se usa en intercambiadores de calor, carcasas de bombas, vlvulas y otros equipos sujetos a la corrosin de los cidos. Ciertas aleaciones especiales del metal, llamadas zircalloy-2 y zircalloy-4, que contienen un 1,5% de estao, se usan en los reactores nucleares como material de revestimiento para los elementos de uranio combustible, y como material estructural. El circonio es especialmente aconsejable en los reactores nucleares, debido a su baja seccin eficaz de absorcin de neutrones, su excelente resistencia a la corrosin a temperaturas moderadamente altas, su resistencia mecnica, su ductilidad y su facilidad de fabricacin.

Australiaeselmayor productor de circonio del mundo, con ms del 70% de la produccin mundial. Otro productor importante del metal es la antigua Unin de Repblicas Socialistas Soviticas (URSS).

NIOBIO.

Niobio, de smbolo Nb, es un elemento metlico, de color gris acero, brillante, dctil y maleable. El nmero atmico del niobio es 41. Es uno de los elementos de transicin del sistema peridico. Este metal fue descubierto en 1801 por el qumico britnico Charles Hatchett.


El niobio tiene un punto de fusin de 2.468C, un punto de ebullicin de 4.742C y una densidad relativa de 8,57. La masa atmica del niobio es 92,906.


El niobio arde cuando se le calienta en presencia de aire y se combina con el nitrgeno, el hidrgeno y los halgenos. Resiste la accin de casi todos los cidos. Su uso principal es como elemento de aleacin en el acero inoxidable, al que le proporciona mayor resistencia a la corrosin, especialmente a altas temperaturas.

El niobio ocupa el lugar 32 en abundancia natural entre los elementos de la corteza terrestre. Existe, asociado con el elemento similar tantalio, en varios minerales, siendo el ms importante la columbita o tantalita. El niobio puro tiene excelentes caractersticas como material de construccin para las plantas de energa nuclear. Aunque el niobio se encuentra en muchos lugares del mundo, una gran parte de la produccin procede de Nigeria y de la Repblica Democrtica del Congo.

MOLIBDENO.

Molibdeno, de smbolo Mo, es un elemento metlico con propiedades qumicas similares a las del cromo. Es uno de los elementos de transicin del sistema peridico. El nmero atmico del molibdeno es 42. Fue descubierto en 1781 por el qumico sueco Carl Wilhelm Scheele. Es un metal blanco plateado, duro y maleable.


El molibdeno se disuelve en cido ntrico y agua regia, y es atacado por los lcalis fundidos. El aire no lo ataca a temperaturas normales, pero arde a temperaturas por encima de los 600 C formando xido de molibdeno. El molibdeno tiene un punto de fusin de unos 2.610 C, un punto de ebullicin de unos 5.560 C, y una densidad relativa de 10,2. Su masa atmica es 95,94.El molibdeno no existe libre en la naturaleza, sino en forma de minerales, siendo los ms importantes la molibdenita y la wulfenita. Ocupa el lugar 56 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre y es un oligoelemento importante del suelo, donde contribuye al crecimiento de las plantas.


El metal se usa principalmente en aleaciones con acero. Esta aleacin soporta altas temperaturas y presiones y es muy resistente, por lo que se utiliza en la construccin, para hacer piezas de aviones y piezas forjadas de automviles. El alambre de molibdeno se usa en tubos electrnicos, y el metal sirve tambin como electrodo en los hornos de vidrio. El sulfuro de molibdeno se usa como lubricante en medios que requieren altas temperaturas. Casi los dos tercios del suministro mundial del metal se obtienen como un subproducto en las excavaciones de cobre. Estados Unidos es el primer productor, seguido de China y Chile.

TECNECIO.

Tecnecio, de smbolo Tc, es un elemento metlico radiactivo, el primero que se cre artificialmente. Su nmero atmico es 43. El tecnecio es uno de los elementos de transicin del sistema peridico. En 1937, Emilio Segr y Carlo Perrier obtuvieron el tecnecio bombardeando molibdeno con deuterones (partculas formadas por un protn y un neutrn).


El tecnecio forma xidos, sulfuros y tecnetiatos, tales como el tecnetiato de amonio (NH4TcO4). Los compuestos y aleaciones que contienen xido de tecnecio pueden evitar la corrosin del hierro por el agua. El tecnecio 99 se usa para el diagnstico por imagen en medicina. El tecnecio tiene un punto de fusin de 2.200 C, un punto de ebullicin de unos 4.567 C y una densidad relativa de 11,5.


Debido a que el tecnecio no forma parte de la serie de desintegracin de ningn elemento natural radiactivo, los cientficos pensaron que el tecnecio no exista en la naturaleza. Sin embargo, en 1988, se detectaron cantidades diminutas de este elemento en minerales de una mina profunda de molibdeno en Colorado, Estados Unidos. Se conocen los istopos con nmeros msicos entre 90 y 111; el istopo ms comn tiene un nmero msico de 99.

RUTENIO.Rutenio, de smbolo Ru, es un elemento metlico, blanco-grisceo, qumicamente no reactivo. El rutenio es uno de los elementos de transicin del sistema peridico. El nmero atmico del rutenio es 44. Fue descubierto en 1844 por el qumico ruso Karl Karlovich Klaus. El nombre del elemento deriva de Ruthenia, nombre de Rusia en el latn medieval.


El metal existe en estado metlico en las menas de platino. El rutenio ocupa el lugar 80 en abundancia natural entre los elementos de la corteza terrestre; tiene un punto de fusin de 2.310 C, un punto de ebullicin de 3.900 C y una densidad de 12,3 g/cm3. Su masa atmica es 101,07.


La adicin de rutenio a las aleaciones de platino y paladio, endurece dichas aleaciones. stas tienen una gran resistencia al desgaste y se utilizan para fabricar joyas, en las restauraciones de porcelana-metal en odontologa, para las puntas de las plumas estilogrficas y para pivotes no magnetizables de ciertos instrumentos. La aleacin rutenio-molibdeno es un superconductor a temperaturas por debajo de los -263 C (vase Superconductividad). El metal puro es superior al platino en su resistencia al ataque de los cidos, incluyendo el agua regia.

RODIO.

Rodio (del griego rhodon, "rosa"), de smbolo Rh, es un elemento metlico brillante de color blanco-plateado utilizado principalmente en aleaciones. El rodio es uno de los elementos de transicin del sistema peridico. Su nmero atmico es 45. El rodio fue descubierto en 1803 por el qumico britnico William Hyde Wollaston.


El rodio metal es muy estable. Es insoluble en los cidos ordinarios y muy difcil de fundir. Tiene una dureza de 4. Los compuestos de rodio abarcan estados de oxidacin de uno a seis. Las disoluciones acuosas de muchas de sus sales son de color rosa, de ah su nombre. El metal existe como aleacin en las menas de platino, en el osmiridio y en ciertas menas de oro-rodio llamadas rodita. Ocupa el lugar 81 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. El rodio tiene un punto de fusin de 1.966 C, un punto de ebullicin de 3.727 C, y una densidad de 12,4 g/cm3. La masa atmica del rodio es 102,906.


El rodio se usa principalmente aleado con platino; la aleacin resultante tiene las propiedades deseables del platino y es tambin dura y estable. Las aleaciones rodio-platino se usan en pilas termoelctricas para medir temperaturas altas. El rodio puro se usa como superficie de espejo en los faros, y para platear joyas y

caracteristicas fisicas, quimicas y aplicaciones comerciales e industriales de los elemetos

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