Mercurio (element)
El mercuri és un element químic en el símbol Hg i número atómico 80.[1] En la lliteratura antiga era designat comunament com a argent líquit i també com azogue o hidrargirio.[2] Element d'aspecte platejat, metal pesat pertanyent al bloc D de la taula periòdica, el mercuri és l'únic element metàlic líquit en condiciones estàndart de laboratori; l'únic un atre element que és líquit baix estes condicions és el bromo (un no metal del grup dels halógenos), encara que atres metals com el cesi, el gali, i el rubidi es fonen a temperatures llaugerament superiors.
El mercuri apareix en depòsits en tot lo món, principalment com cinabre (sulfur de mercuri). El pigment roig denominat bermellón s'obté triturando cinabre natural o sulfur de mercuri obtingut per síntesis.
El mercuri s'usa en termómetros, barómetros, manómetros, esfigmomanómetros, alguns tipos de vàlvules com les bombes de buit, els interruptors de mercuri, les llànties fluorescents i atres dispositius, a pesar de que la preocupació sobre la toxicitat de l'element ha dut als termómetros i tensiómetros de mercuri a ser eliminats en gran mida en entorns clínics en favor d'atres alternatives, com els termómetros de vidre que utilisen alcohol o galinstano, els termistors o els instruments electrònics basats en la medició de la radiació infrarroja. De la mateixa manera, els manómetros mecànics i sensors calibradores de tensió electrònics han substituït als esfigmomanómetros de mercuri. El mercuri es manté en us en aplicacions d'investigació científica i en amalgama odontològiques, encara utilisades en alguns països. També s'utilisa en les llums fluorescents, en les que l'electricitat que travessa una llàntia que conté vapor de mercuri a baixa pressió produïx radiació ultravioleta d'ona curta, que a la seua volta provoca la fluorescència del fòsfor que recobrix el tubo, produint llum visible.
l'enverinament per mercuri pot resultar de l'exposició a les formes solubles en aigua del mercuri (com el clorur mercúrico o el metilmercurio), per l'inhalació de vapor de mercuri, o per l'ingestió de qualsevol de les seues formes.
Característiques generals
[editar | editar còdic]
El mercuri és un metal pesat platejat que a temperatura ambiente és un líquit vàter. No és bon conductor del calor comparat en uns atres metals, encara que és bon conductor de l'electricitat.[1] Es alea fàcilment en molts uns atres metals com l'or o l'argent produint amalgama, pero no en el ferro. És insoluble en aigua i soluble en àcit nítric. Quan aumenta el seu temperatura -per damunt dels 40 °C-, produïx vapors tòxics i corroents, més pesats que l'aire per lo que s'evapora creant mils de partícules en el vapor que en gelar-se es depositen de nou. És amolador per inhalació, ingestió i contacte: es tracta d'un producte molt irritante per a la pell, ulls i vies respiratòries. És incompatible en l'àcit nítric concentrat, l'acetileno, l'amoníac, el clor i els metals.
El mercuri és un element anómal en vàries de les seues propietats. És un metal noble, ya que el seu potencial rédox Hg2+/Hg és positiu (+0,85 V), front al negatiu del cadmi Cd (-0,40 V), el seu veí immediat de grup. És un metal singular en una miqueta de semblança al cadmi, pero més semblant a l'or i al talio. És l'únic metal de transició en una densitat tan elevada, 13,53 g/cm³; una columna de 76 cm definix una atmòsfera (experiment de Torricelli), mentres que en aigua es necessita una columna de 10 m d'altura. El seu estat líquit en condicions estàndar indica que el seu enllaç metàlic és dèbil i es justifica per la poca participació dels electrons 6s² a la deslocalisació electrònica en el sistema metàlic (efectes relativistes).
Té la primera energia de ionisació més alta de tots els metals (10,4375 eV)[3] per la mateixa raó anterior. Ademés el Hg2+ té molt baixa entalpia d'hidratació comparada en la del zinc Zn2+ i la del cadmi Cd2+, en preferència per la coordinació dos en els complexos de Hg (II), com l'or Au (I) isoelectrónico. Açò du com a conseqüència que els potencials rédox d'aquells siguen negatius i el del mercuri siga noble (positiu).
La poca reactivitat del mercuri en processos oxidativos es justifica pels efectes relativistes sobre els electrons 6s² molt contrets cap al núcleu i per la fortalea de la seua estructura electrònica de pseudogas noble.
També és l'únic element del grup que presenta l'estat +1, en forma d'espècie dinuclear Hg22+, encara que la tendència general a estabilisar els estats d'oxidació baixos siga la contrària en els grups de transició: formació de composts de Hg (I) en arracades de parells Hg-Hg. Esta rica covalencia també es pot apreciar en composts de Hg (II), a on s'aprecia que molts d'estos composts de Hg (II) són volàtils com el HgCl2, sòlit molecular en entitats Cl-Hg-Cl en sòlit, vapor i inclús en dissolució acuosa. També és destacable la resistència de amidas, imidas i organometálicos de mercuri a la hidrólisis i a l'oxigen de l'ambient, lo que indica la gran fortalea de l'enllaç en el carbono Hg-C. També el sofre S i el fòsfor P són àtoms dadores adequats: ligandos blans efectius per a àcit blans com el Hg en estats d'oxidació zero, I i II.
L'estat d'oxidació més alt del mercuri és el II per la seua configuració electrònica externa d10s², i a que la suma de les seues tres primeres energies de ionisació és massa alta per a que en condicions estàndar es generen estats d'oxidació III o superiors. No obstant, en 2007 s'ha descobert que a bajísimas temperatures, de l'orde de -260 °C (açò és, la temperatura mija de l'espai), existix en estat d'oxidació IV, podent associar-se en quatre àtoms de flúor i obtenint-se de tal modo eixe grau d'oxidació adicional. A esta forma li la denomina tetrafluoruro de mercuri (HgF4);[4] l'estructura és pla-quadrada, la de major estabilitat per a una espècie d8 procedent d'un metal ''5d''. Este comportament és esperable, ya que el mercuri té major expansió relativista de les seues orbitales 5d en relació a els seus homòlecs del grup 12, en lo que front al flúor, l'element més oxidant de la taula periòdica, pugues en condicions extremes generar enllaços covalente. La possibilitat de sintetisar este fluorur de mercuri, HgF4, va ser predita teòricament en 1994 d'acort a models abans indicats. Per la mateixa raó es pot considerar la possibilitat de l'estat d'oxidació III per a este metal, i efectivament s'ha aïllat una espècie complexa, en un mig especial i per oxidació electroquímica, a on apareix el catión complex,[Hg cyclam]3+; el cyclam és un lligant quelat que estabilisa al mercuri en este estat d'oxidació rar (1,4,8,11-Tetraazaciclotetradecane= cyclam). En tot açò, es deu concloure que el mercuri deu ser reconsiderat per a ser inclós com un metal de transició, ya que genera espècies en orbitales d interns que estan buits, per lo que es té una energia favorable de estabilisació pel camp dels ligandos (EECL).[5]
Propietats
[editar | editar còdic]Propietats físiques
[editar | editar còdic]
El mercuri és un metal blanc platejat i pesat. En comparació a atres metals, és un mal conductor de la calor, pero un bon conductor de l'electricitat.[1][6] Presenta un punt de solidificació de -38,83 °C i un punt d'ebullició de 356,73 °C,[7][8][9] abdós excepcionalment baixos per a un metal. Ademés, el punt d'ebullició del mercuri de 629.88 Kelvin (356.7 °C) és el més baix de qualsevol metal.[10] Una explicació completa d'este fet s'adinsa profundament en el regne de la física quàntica, pero es pot resumir de la següent manera: el mercuri té una configuració electrònica única, en la que els electrons recobrixen tots els nivells disponibles 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d i 6s. Degut a que esta configuració resistix considerablement a la lliberació d'un electró, el mercuri es comporta de manera similar als gasos nobles, que formen enllaços dèbils i per lo tant es fonen a baixes temperatures. Despuix de la congelació, el volum del mercuri disminuïx en un 3,59% i la seua densitat canvia de 13,69 g/cm³ en estat líquit a 14,184 g/cm³ quan es solidifica. El coeficient d'expansió volumètric és de 181,59x10−6 a 0 °C, 181,71x10−6 a 20 °C i de 182,50x10−6 a 100 °C (per cada °C).
L'estabilitat del orbital 6s és deguda a la presència del nivell 4f replet. La capa f apantalla débilmente la càrrega nuclear efectiva, lo que aumenta l'atracció deguda a la força de Coulomb entre el nivell 6s i el núcleu (vore contracció lantánida). L'absència d'un nivell interior f replet és la raó de la temperatura de fusió alguna cosa més alta del cadmi i del zinc, encara que estos dos metals també fonen fàcilment i, ademés, presenten punts d'ebullició inusualment baixos.
Per un atre costat, l'or, que ocupa un espai a l'esquerra del mercuri en la taula periòdica, té àtoms en un electró menys en la capa 6s que el mercuri. Eixos electrons es lliberen en major facilitat i són compartits entre els àtoms d'or, que formen un relativament fort enllaç metàlic.[7][8]
Propietats químiques
[editar | editar còdic]El mercuri no reacciona en la majoria dels àcit, tals com l'àcit sulfúric diluït, encara que els àcits oxidants com l'àcit sulfúric concentrat i l'àcit nítric o l'aigua regio ho dissolen per a donar sulfat, nitrat, i clorur. Com l'argent, el mercuri reacciona en l'àcit sulfhídrico atmosfèric. Aixina mateix, reacciona en copos de sofre sòlit, que s'utilisen en els equips per a absorbir el mercuri en cas de derrame (també s'utilisen en este mateix propòsit carbó activat i zinc en pols).
Amalgama
[editar | editar còdic]
El mercuri dissol molts atres metals com l'or i l'argent[1] per a formar amalgama. El ferro és una excepció, per lo que s'han utilisat tradicionalment recipients de ferro per al comerç de mercuri. Varis atres elements de la primera fila dels metals de transició (en l'excepció del manganeso, el coure i el zinc) són contraris a formar amalgama. Un atre element que no forma fàcilment amalgama en el mercuri és el platí.[11][12] La amalgama de sodi és un agent reductor comú en síntesis orgànica i també s'utilisa en les llànties de llànties de vapor de sodi d'alta pressió.
El mercuri es combina fàcilment en l'alumini per a formar una amalgama d'alumini quan els dos metals purs entren en contacte. Esta amalgama destruïx la capa d'òxit d'alumini que protegix a l'alumini metàlic de oxidarse en profunditat (com li succeïx al ferro davant l'aigua). Inclús chicotetes cantitats de mercuri poden corroer greument l'alumini. Per esta raó, el mercuri no es permet a bordo d'una aeronau baix la majoria de les circumstàncies, pel risc de la formació d'una amalgama en parts d'alumini expostes en l'aeronau.[13]
L'atac del mercuri sobre l'alumini és un dels tipos més comuns de fragilisació per metal líquit.
Isòtops
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Isòtops del mercuri.
Hi ha sèt isotopos estables del mercuri, en 202
Hg sent el més abundant (29,86%). Els radioisòtops més longeus són 194
Hg en un periodo de semidesintregración de 444 anys, i 203
Hg en una vida mija de 46,612 dies. La major part dels radioisòtops restants tenen vides miges que són de menys d'un dia. 199
Hg i 201
Hg són els núcleus actius més a sovint estudiats per mig de resonància magnètica nuclear, tenint espin de 2⁄ i 2⁄2 respectivament.[6]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 Diccionario de la lengua española
- ↑ «hydrargyrum» (en en). Dictionary.com. Consultat el 2025-06-08.
- ↑ «Elements químics ordenats per la seua energia de ionisació Read more: http://www.lenntech.es/tabla-peiodica/energia-de-ionizacion.htm#ixzz4DFbRGwqU». Consultat el 2 de juliol de 2016.
- ↑ «Mercury Tetrafluoride Synthesized» (en en). Consultat el 2 de juliol de 2016.
- ↑ «Is Mercury Now a Transition Element?» (en en). Journal of Chemical Education� t� Vol. 85 No. 9 September 2008� t� www.JCE.DivCHED.org. Archivat des d'el original, el 4 de març de 2016. Consultat el 2 de juliol de 2016.
- ↑ 6,0 6,1 Hammond, C. R The Elements in Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
- ↑ 7,0 7,1 Senese, F. «Why is mercury a liquid at STP?». General Chemistry Online at Frostburg State University. Archivat des d'el original, el 4 d'abril de 2007. Consultat el 1 de maig de 2007.
- ↑ 8,0 8,1 Norrby, L.J.«Why is mercury liquid? Or, why do relativistic effects not get into chemistry textbooks?».Journal of Chemical Education.68(2)ISSN 0021-9584.doi:10.1021/ed068p110.
- ↑ Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. Pàgines=4.125–4.126}}
- ↑ http://www.ptable.com/#property/state
- ↑ Gmelin, Leopold (1852). Hand book of chemistry, Cavendish Society, pp. 103 (Na), 110 (W), 122 (Zn), 128 (Fe), 247 (Au), 338 (Pt).
- ↑ Soratur (2002). Essentials of Dental Materials, Jaypee Brothers Publishers, p. 14. ISBN 978-81-7179-989-3.
- ↑ Vargel, C. (2004). Corrosion of Aluminium, Elsevier, p. 158. ISBN 9780080444956.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Mercurio (elemento)» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.