Wolframio, el "elemento español"

El Wolframio fue descubierto en 1783 por el químico español Juan José de Elhuyar y de Zubice(1754-1796), junto con su hermano menor Fausto (1755-1833). Estos lo llamaron wólfram, pues lo extrajeron de la wolframita.

Elemento químico de símbolo W, de número atómico 74 y peso atómico 183.85. Este metal tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo y brillo metálico gris plateado. Su punto de fusión de 3410ºC (6170ºF) es el más alto de los metales. El metal exhibe una baja presión de vapor, alta densidad y gran fuerza a temperaturas elevadas en ausencia de aire, y es extremadamente duro.

Desde el punto de vista químico, el tungsteno es relativamente inerte. No lo atacan con facilidad los ácidos comunes, los álcalis o el agua regia. Reacciona con una mezcla de ácidos nítrico y fluorhídrico. Las sales oxidantes fundidas, como el nitrito de sodio, lo atacan fácilmente. El cloro, el bromo, el yodo, el dióxido de carbono, el monóxido de carbono y el azufre gaseosos reaccionan con tungsteno sólo a altas temperaturas. El carbono, el boro, el silicio y el nitrógeno también forman compuestos con él a temperaturas elevadas; con hidrógeno no reacciona.

Los compuestos de tungsteno incluyen estados de oxidación de 2+ a 6+; los estados de oxidación elevados son los más estables. La química del tungsteno se asemeja a las del cromo y del molibdeno, los cuales ocupan también el mismo subgrupo en la tabla periódica. La química acuosa del tungsteno es complicada por su tendencia a formar iones complejos.

El tungsteno forma cuatro óxidos estables bien definidos y dos carburos. Otros compuestos importantes son el carbonilo, nitruro, boruro, fosfuro, siliciuro y sulfuro.

Efectos del Volframio sobre la salud

Se ha demostrado que el volframio actúa antagonizando la acción del elemento traza esencial molibdeno. Se ha demostrado en diversos estudios que el polvo del metal volframio administrado a animales no es del todo inerte. Un estudio encontró que los conejillos de indias tratados oralmente o intravenosamente con volframio sufrieron de anorexia, cólicos, incoordinación de movimientos, temblores, diseña y pérdida de peso. Larga experiencia industrial ha indicado que no se desarrolla neumoconiosis en los trabajadores expuestos únicamente al volframio o a sus compuestos solubles (a concentraciones en el aire de mg/m³).

Efectos agudos sobre la salud: Irritación de la piel y los ojos al contacto. La inhalación causará irritación de los pulmones y de la membrana mucosa. La irritación de los ojos provocará lagrimeo y enrojecimiento. Enrojecimiento, formación de costras y picores son las características de la inflamación cutánea. Se deben seguir las normas de higiene industrial y usar siempre equipo de protección cuando se maneje este compuesto.

Efectos crónicos sobre la salud: Este producto no tiene efectos crónicos. Se sabe que la exposición repetida o prolongada a este compuesto agrava las afecciones médicas.

Todos los compuestos del volframio están considerados como altamente tóxicos. El polvo del metal presenta un peligro de incendio y explosión.

Las propiedades periódicas

LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS

Son propiedades que presentan los átomos de un elemento y que varían en la Tabla Periódica siguiendo la periodicidad de los grupos y periodos de ésta. Por la posición de un elemento podemos predecir qué valores tendrán  dichas propiedades así como a través de ellas, el comportamiento químico del elemento en cuestión. Tal y como hemos dicho, vamos a encontrar una periodicidad de esas propiedades en la tabla. Esto supone por ejemplo, que la variación de una de ellas en los grupos o periodos  va a responder a una regla general. El conocer estas reglas de variación nos va a permitir conocer el comportamiento, desde un punto de vista químico, de un  elemento, ya que dicho comportamiento, depende en gran manera de sus propiedades periódicas.

Propiedades más importantes

Hay un gran número de propiedades periódicas. Entre las más importantes destacaríamos:

- Estructura electrónica

- Radio atómico

- Volumen atómico  

- Potencial de ionización

- Afinidad electrónica

- Electronegatividad

- Carácter metálico

- Valencia iónica

- Valencia covalente

- Radio iónico

- Radio covalente

Y también las siguientes propiedades físicas tienen una variación periódica:

- Densidad

- Calor específico

- Punto de ebullición

- Punto de fusión

Radio atómico

Se define el radio atómico como la distancia más probable del electrón más externo al núcleo. Obsérvese que decimos distancia más probable, ya que según la mecánica cuántica, el electrón no se encuentra confinado en una órbita o trayectoria cerrada y solamente podemos hablar en términos de probabilidad de encontrar al electrón en un punto dado del espacio.

Volumen atómico

El volumen atómico se define como la masa molecular dividida por la densidad y se suele expresar en cm³/mol.

Potencial de ionización

Se  define el potencial de ionización como la energía que debemos suministrar a un átomo para arrancarle un electrón.

Electroafinidad (afinidad electrónica)

La electroafinidad o afinidad electrónica se definie como la energía desprendida en el proceso mediante el cual un átomo captura un electrón, convirtiéndose en un ión negativo (anión).

Electronegatividad

La electronegatividad se define como una propiedad que nos mide la atracción que ejerce un átomo sobre los electrones del enlace.

Valencia

La valencia iónica es la valencia que presenta un elemento cuando forma un compuesto iónico.

La valencia covalente es la valencia con la que actúa un elemento en un compuesto de tipo covalente.

Los elementos halógenos.

  

Los elementos halógenos son aquellos que ocupan el grupo 17 del Sistema Periódico. Los halógenos F, Cl, Br, I y At, son elementos volátiles, diatómicos y cuyo color se intensifica al aumentar el número atómico. El flúor es un gas de color amarillo pálido, ligeramente más pesado que aire, corrosivo y de olor penetrante e irritante. El cloro es un gas amarillo verdoso de olor penetrante e irritante. El bromo a la temperatura ambiente es un líquido de color rojo oscuro, tres veces más denso que el agua, que se volatiliza con facilidad produciendo un vapor rojizo venenoso. El yodo es un sólido cristalino a temperatura ambiente, de color negro y brillante, que sublima dando un vapor violeta muy denso, venenoso, con un olor picante como el del cloro. El Astato es un elemento muy inestable que existe sólo en formas radiactivas de vida corta, y que aparece en el proceso de desintegración del ²³⁵U. En la Tabla 1 se muestran algunas de las propiedades físicas y atómicas de los elementos de este grupo.

Todos los átomos poseen una configuración que difiere de la de gas noble en un electrón, de forma que los elementos tienden a formar especies negativas, X^¯, o a formar enlaces covalentes simples. La química de estos elementos y sus compuestos cambian con el tamaño de los mismos.

Como es esperable, los puntos de fusión y ebullición aumentan al descender en el grupo. Las energías de ionización de los halógenos presentan valores muy altos que van disminuyendo al aumentar el número atómico. Las afinidades electrónicas son elevadas como consecuencia de la tendencia a ganar un electrón y conseguir así la configuración de gas noble.

 

Los metales de transición.

Los metales de transición son un conjunto de elementos situados en la parte central del sistema periódico, en el bloque d, cuya principal característica es la inclusión en su configuración electrónica del orbital d parcialmente lleno de electrones. Esta definición se puede ampliar considerando como elementos de transición a aquellos que poseen electrones alojados en el orbital d, esto incluiría a zinc, cadmio, y mercurio. La IUPAC define un metal de transición como "un elemento cuyo átomo tiene una subcapa d incompleta o que puede dar lugar a cationes con una subcapa d incompleta" Según esta definición el zinc, cadmio, y mercurio están excluidos de los metales de transición, ya que tienen una configuración d¹⁰. Solo se forman unas pocas especies transitorias de estos elementos que dan lugar a iones con una subcapa d parcialmente completa. Por ejemplo mercurio (I) solo se encuentra como Hg₂²⁺, el cual no forma un ion aislado con una subcapa parcialmente llena, por lo que los tres elementos son inconsistentes con la definición anterior. Estos forman iones con estado de oxidación 2+, pero conservan la configuración 4d¹⁰. El elemento 112 podría también ser excluido aunque sus propiedades de oxidación no son observadas debido a su naturaleza radioactiva. Esta definición corresponde a los grupos 3 a 11 de la tabla periódica.

Según la definición más amplia los metales de transición son lo cuarenta elementos químicos, del 21 al 30, del 39 al 48, del 71 al 80 y del 103 al 112. El nombre de "transición" proviene de una característica que presentan estos elementos de poder ser estables por si mismos sin necesidad de una reacción con otro elemento. Cuando a su última capa de valencia le faltan electrones para estar completa, los extrae de capas internas. Con eso es estable, pero le faltarían electrones en la capa donde los extrajo, así que los completa con otros electrones propios de otra capa. Y así sucesivamente; este fenómeno se le llama "Transición electrónica". Esto también tiene que ver con que estos elementos sean tan estables y difíciles de hacer reaccionar con otros. La definición más amplia es la que tradicionalmente se ha utilizado. Sin embargo muchas propiedades interesantes de los elementos de transición como grupo son el resultado de su subcapa d parcialmente completa. Las tendencias periódicas del bloque d son menos predominantes que en el resto de la tabla periódica. A través de esta la valencia no cambia porque los electrones adicionados al átomo van a capas internas.