GERMANIO
| CARACTERÍSTICAS GENERALES | |
| Nombre: Germanio | Símbolo: Ge |
| Número atómico: 32 | Masa atómica (uma): 72,61 |
| Período: 4 | Grupo: IVA (carbonoideos) |
| Bloque: p (representativo) | Valencias: +2, +4, |
| PROPIEDADES PERIÓDICAS | |
| Configuración electrónica: [Ar] 3d10 4s2 4p2 | Radio atómico (Å): 1,25 |
| Radio iónico (Å):0,53 (+4), 0,93 (+2) | Radio covalente (Å): 1,22 |
| Energía de ionización (kJ/mol): 784 | Electronegatividad: 2,01 |
| Afinidad electrónica (kJ/mol): 116 | |
| PROPIEDADES FÍSICAS | |
| Densidad (g/cm3): 5,323 | Color: Grisáceo |
| Punto de fusión (ºC): 938 | Punto de ebullición (ºC): 2830 |
| Volumen atómico (cm3/mol): 13,64 | |
Historia
- Descubridor: Clemens Winkler.
- Lugar de descubrimiento: Alemania.
- Año de descubrimiento: 1886.
- Origen del nombre: De la palabra latina "Germania", que significaba "Alemania".
- Obtención: El germanio era un elemento cuya existencia había sido predicha por Mendeleiev en 1871. Predijo que este elemento debería tener propiedades análogas al silicio y le llamó eka-silicio. Sus predicciones estaban extremadamente próximas a la realidad. Fue obtenido por Winkler del mineral argirodita.
El germanio tiene una apariencia metálica, pero exhibe las propiedades físicas y químicas de un metal sólo en condiciones especiales, dado que está localizado en la tabla periódica en donde ocurre la transición de metales a no metales. A temperatura ambiente hay poca indicación de flujo plástico y, en consecuencia, se comporta como un material quebradizo.
El germanio es divalente o tetravalente. Los compuestos divalentes (óxido, sulfuro y los halogenuros) se oxidan o reducen con facilidad. Los compuestos tetravalentes son más estables. Los compuestos organogermánicos son numerosos y, en este aspecto, el germanio se parece al silicio. El interés en los compuestos organogermánicos se centra en su acción biológica. El germanio y sus derivados parecen tener una toxicidad menor en los mamíferos que los compuestos de estaño o plomo.
Las propiedades del germanio son tales que este elemento tiene varias aplicaciones importantes, especialmente en la industria de los semiconductores. El primer dispositivo de estado sólido, el transistor, fue hecho de germanio. Los cristales especiales de germanio se usan como sustrato para el crecimiento en fase vapor de películas finas de GaAs y GaAsP en algunos diodos emisores de luz. Se emplean lentes y filtros de germanio en aparatos que operan en la región infrarroja del espectro. Mercurio y cobre impregnados de germanio son utilizados en detectores infrarrojos; los granates sintéticos con propiedades magnéticas pueden tener aplicaciones en los dispositivos de microondas para alto poder y memoria de burbuja magnética; los aditivos de germanio incrementa los amper-horas disponibles en acumuladores.
Efectos del hidruro de Germanio y el tetrahidruro de germanio sobre la salud
· El hidruro de germanio y el tetrahidruro de germanio son extremadamente inflammables e incluso explosives cuando son mezclados con el aire. Inhalación: Calambres abdominales. Sensación de quemadura. Tos. Piel: Enrojecimiento. Dolor. Ojos: Enrojecimiento. Dolor.
· Peligros físicos: El gas es más pesado que el aire y puede viajar por el suelo; es possible la ignición a distancia.
· Vías de exposición: La sustancia puede ser absorbida por el cuerpo por inhalación.
· Riesgo de inhalación: En caso de pérdidas en el contenedor se alcanzará rápidamente una concentración peligrosa del gas en el aire.
· Efectos de la exposición a corto plazo: La sustancia irrita los ojos, la piel y el tracto respiratorio. La sustancia puede tener efectos en la sngre, resultando en lesiones de las células sanguíneas. La exposición puede resultar en la muerte.
· Como metal pesado se considera que tiene algún efecto negativo en los ecosistemas acuáticos.
Aplicaciones
· Se utiliza como semiconductor.
· El germanio dopado con arsénico, galio, u otros elementos se utiliza como transistor.
- Por ser transparente a la radiación infrarroja se emplea en forma de monocristales en espectroscopios infrarrojos (lentes, prismas y ventanas) y otros aparatos ópticos entre los que se encuentran detectores infrarrojos extremadamente sensibles.
- El óxido de germanio se aplica en lentes gran angular de cámaras y en objetivos de microscopio.
- El germanio se utiliza como detector de la radiación gamma.
- Los compuestos organogermánicos se están utilizando en quimioterapia, pues tienen poca toxicidad para los mamíferos y son eficaces contra ciertas bacterias.
MOLIBDENO
| CARACTERÍSTICAS GENERALES | |
| Nombre: Molibdeno | Símbolo: Mo |
| Número atómico: 42 | Masa atómica (uma): 95,94 |
| Período: 5 | Grupo: VIB (transición) |
| Bloque: d (no representativo) | Valencias: +2, +3, +4, +5, +6 |
| PROPIEDADES PERIÓDICAS | |
| Conf. electrónica: [Kr] 4d5 5s1 | Radio atómico (Å): 1,40 |
| Radio iónico (Å): 0,62 (+6) | Radio covalente (Å): 1,30 |
| Energía de ionización (kJ/mol): 685 | Electronegatividad: 2,16 |
| Afinidad electrónica (kJ/mol): 72 | |
| PROPIEDADES FÍSICAS | |
| Densidad (g/cm3): 10,220 | Color: Blanco-plateado |
| Punto de fusión (ºC): 2623 | Punto de ebullición (ºC): 4639 |
| Volumen atómico (cm3/mol): 9,38 | |
Historia
- Descubridor: Peter Jacob Hjelm.
- Lugar de descubrimiento: Suecia.
- Año de descubrimiento: 1781.
- Origen del nombre: De la palabra griega "molybdos" que significa "plomo", pues la molibdenita (sulfuro de molibdeno (IV)) se confundía con minerales de plomo.
- Obtención: se obtuvo, de forma impura, calentando el mineral con carbón.
El molibdeno se encuentra en muchas partes del mundo, pero pocos depósitos son lo suficientemente ricos para garantizar la recuperación de los costos. La mayor parte del molibdeno proviene de minas donde su recuperación es el objetivo primario de la operación. El restante se obtiene como un subproducto de ciertas operaciones del beneficio del cobre.
El molibdeno forma compuestos en los cuales presenta estados de oxidación, 0, 2+, 3+, 4+, 5+, 6+. No se ha observado como catión ionizable, pero se conocen especies catiónicas como el molibdenilo. La química del molibdeno es extremadamente compleja y, con excepción de los halogenuros y calcogenuros, son muy pocos los compuestos simples conocidos.
El dióxido y el trióxido de molibdeno son los óxidos más comunes y estables; otros óxidos descritos son metaestables y, en lo esencial, son especies de laboratorio.
El ácido molíbdico, H2MoO4 (o MoO3.H2O), forma una serie estable de sales normales, del tipo M22+MoO4, M2+MoO4 y M23+(MoO4)3. Se pueden formar molibdatos poliméricos o isopolimolibdatos por la acidificación de una solución de molibdato o, en algunos casos, al calentar los molibdatos normales. El peróxido de hidrógeno reacciona con varios molibdatos para formar una serie de compuestos peroxianiónicos. Otro grupo de compuestos del molibdeno son los heteropolielectrólitos, con mucho una familia fundamental de sales y ácidos libres: cada miembro contiene un anión complejo y de alto peso molecular. El molibdeno también forma halogenuros y oxihalogenuros, que representan un intervalo amplio en estabilidad y una serie de compuestos homólogos con S, Se y Te, semejantes a los óxidos.
Efectos del Molibdeno sobre la salud
· Basado en experimentación animal, el molibdeno y sus compuestos son altamente tóxicos. Se ha informado de alguna evidencia de disfunción hepática con hiperbilirubinemia en trabajadores crónicamente expuestos a una planta soviética de molibdeno y cobre. Además, se han encontrado signos de gota en trabajadores de fábricas y entre los habitantes de zonas de Armenia ricas en molibdeno. Las características principales fueron dolores de la articulación de las rodillas, manos, pies, deformidades en las articulaciones, eritemas, y edema de las zonas de articulación.
Efectos ambientales del Molibdeno
· No se han documentado efectos negativos del molibdeno sobre el medio ambiente.
Aplicaciones
- Aleado, proporciona dureza y elimina la fragilidad en los aceros templados, pues impide la separación de laminillas de grafito.
- Como ferromolibdeno proporciona resistencia al acero a altas temperaturas.
- Se emplea en aleaciones refractarias, junto al níquel, como las Hastelloys (R), que son resistentes al calor y a la corrosión por compuestos químicos.
- En aleaciones para imanes permanentes.
- Como catalizador en el refinado del petróleo.
- Se emplea en aplicaciones nucleares y en la construcción de piezas de misiles y aviones.
- El disulfuro de molibdeno se usa como lubricante a altas temperaturas, a las cuales los aceites normales descomponen.
TELURIO
| CARACTERÍSTICAS GENERALES | |
| Nombre: Telurio | Símbolo: Te |
| Número atómico: 52 | Masa atómica (uma): 127,60 |
| Período: 5 | Grupo: VIA (anfígenos) |
| Bloque: p (representativo) | Valencias: -2, +2, +4, +6 |
| PROPIEDADES PERIÓDICAS | |
| Configuración electrónica: [Kr] 4d10 5s2 5p4 | Radio atómico (Å): 1,40 |
| Radio iónico (Å): 0,56 (+6), 2,21 (-2) | Radio covalente (Å): 1,35 |
| Energía de ionización (kJ/mol): 870 | Electronegatividad: 2,1 |
| Afinidad electrónica (kJ/mol): 190 | |
| PROPIEDADES FÍSICAS | |
| Densidad (g/cm3): 6,24 | Color: Plateado |
| Punto de fusión (ºC): 450 | Punto de ebullición (ºC): 988 |
| Volumen atómico (cm3/mol): 20,46 | |
Historia
- Descubridor: Franz Joseph Muller von Reichstein.
- Lugar de descubrimiento: Rumania.
- Año de descubrimiento: 1782.
- Origen del nombre: De la palabra latina "tellus" que significa "Tierra", en honor a la diosa romana Tellus que personificaba a la Tierra en la mitología latina.
- Obtención: Fue descubierto en minerales de oro por Muller von Reichstein, inspector jefe de minas en Transilvania, en 1782. En principio se confundió con el antimonio. Fue Klaproth, en 1798, quien aisló el metal y lo llamó Telurio.
Existen dos modificaciones alotrópicas importantes del telurio elemental: la forma cristalina y la amorfa. La forma cristalina tiene un color blanco plateado y apariencia metálica. Esta forma se funde a 449.5ºC (841.6ºF). Tiene una densidad relativa de 6.24 y una dureza de 2.5 en la escala de Mohs. La forma amorfa (castaña) tiene una densidad relativa de 6.015. El telurio se quema en aire despidiendo una flama azul y forma dióxido de telurio, TeO2. Reacciona con los halógenos, pero no con azufre o selenio, y forma, entre otros productos, tanto el anión telururo dinegativo (Te2-), que se asemeja al selenuro, como el catión tetrapositivo (Te4+), que se parece al platino (IV).
El telurio se utilizó inicialmente como aditivo del acero para incrementar su ductilidad, como abrillantador en electroplateados, como aditivo en catalizadores para la desintegración catalítica del petróleo, como material colorante de vidrios y como aditivo del plomo para incrementar su fuerza y resistencia a la corrosión.
Efectos del Teluro sobre la salud
Afortunadamente, los compuestos del telurio se encuentran muy raramente. Son teratógenos y deben ser manejados solamente por químicos competentes ya que la ingestión incluso en pequeñas cantidades provoca un terrible mal aliento y un espantoso olor corporal.
· Vías de exposición: La sustancia puede ser absorbida por el cuerpo por medio de la inhalación de su aerosol.
· Riesgo de inhalación: La evaporación a 20°C es insignificante; sin embargo cuando se dispersa se puede alcanzar rápidamente una concentración dañina de partículas suspendidas en el aire. Efectos de la inhalación: Somnolencia. Boca seca. Gusto metálico. Dolor de cabeza. Olor a ajo. Náuseas.
· Efectos de la exposición a corto plazo: El aerosol de esta sustancia irrita los ojos y el tracto respiratorio. La sustancia puede tener efectos en el hígado y el sistema nervioso central. La exposición puede resultar en aliento de ajo. Se recomienda observación médica. Ingestión: Dolores abdominales. Estreñimiento. Vómitos.
· Peligros químicos: Cuando se calienta se forman vapores tóxicos. Reacciona vigorosamente con halógenos o interhalógenos provocando riesgo de incendio. Reacciona con el zinc con incandescencia. El siluro de litio ataca al teluro con incandescencia. Combustible. Las partículas dispersas en el aire forman mezclas explosivas en el aire.
Efectos ambientales del Teluro
· No es peligroso o es fácilmente transformado en inocuo por procesos naturales.
· Cuando es calentado para descomponerlo, el cloruro de teluro puede emitir vapores tóxicos de teluro y cloro.
SAMARIO
| CARACTERÍSTICAS GENERALES | |
| Nombre: Samario | Símbolo: Sm |
| Número atómico: 62 | Masa atómica (uma): 150,36 |
| Período: 6 | Grupo: Lantánidos |
| Bloque: f (no representativo) | Valencias: +2, +3 |
| PROPIEDADES PERIÓDICAS | |
| Configuración electrónica: [Xe] 4f6 6s2 | Radio atómico (Å): 1,81 |
| Radio iónico (Å): 1,04 (+3) | Radio covalente (Å): 1,62 |
| Energía de ionización (kJ/mol): 543 | Electronegatividad: 1,17 |
| Afinidad electrónica (kJ/mol): <50 | |
| PROPIEDADES FÍSICAS | |
| Densidad (g/cm3): 7,520 | Color: Plateado |
| Punto de fusión (ºC): 1074 | Punto de ebullición (ºC): 1794 |
| Volumen atómico (cm3/mol): 20,00 | |
Historia
- Descubridor: Paul Emile Lecoq de Boisbaudran.
- Lugar de descubrimiento: Francia.
- Año de descubrimiento: 1879.
- Origen del nombre: Deriva del nombre del mineral en que se obtuvo el elemento: "Samarskita", nombre adjudicado en honor del oficial de minas ruso, coronel Samarski.
- Obtención: El samario fue descubierto espectroscópicamente debido a sus intensas líneas de absorción en 1853, por Jean Charles Galissard de Marignac en una "tierra" llamada didimia. el elemento fue aislado en 1879 por Lecoq de Boisbaudran del mineral samarskita.
El óxido de samario es de color amarillo pálido; muy soluble en la mayor parte de los ácidos, dando sales amarillo-topacio en solución. El samario tiene un empleo limitado en la industria cerámica y se utiliza como catalizador en ciertas reacciones orgánicas. Uno de sus isótopos tiene una superficie grande para la captura de neutrones, por lo que es de gran interés en la industria atómica como barra de control y envenenamientos nucleares.
El samario fue observado espectroscópicamente por Jean Charles Galissard de Marignac, un químico suizo, en un material conocido como didimio en 1853. Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, un científico francés, fue el primero en aislar el samario del mineral samarskita ((Y, Ce, U, Fe)3(Nb, Ta, Ti)5O16) en 1879.
Actualmente el samario es obtenido principalmente a través de un proceso de intercambio iónico de la arena de monacita ((Ce, La, Th, Nd, YPO4), un material rico en elementos de tierras raras que contiene hasta un 2,8 % de samario.
El samario es uno de los elementos de tierras raras usados para hacer lámparas de arco voltaico de carbono las cuales son usadas en la industria del cine para la iluminación de los estudios y las luces de los proyectores. El samario también compone sobre el 1 % del metal Misch, un material que es usado para hacer piedras de mecheros.
El samario forma un compuesto con el cobalto (SmCo5) que es un poderoso imán permanente con mayor resistencia a la desmagnetización que cualquier otro material conocido. El óxido de samario (Sm2O3) se añade al cristal para absorber radiación infrarroja y actúa como un catalizador de la deshidratación y deshidrogenización del etanol (C2H6O).
El samario es uno de los elementos químicos raros, que puede ser encontrado en equipos tales como televisiones en color, lámparas fluorescentes y cristales. Todos los compuestos químicos raros tienen propiedades comparables.
El samario raramente se encuentra en la naturaleza, ya que se da en cantidades muy pequeñas. El samario normalmente se encuentra solamente en dos tipos distintos de minerales. El uso del samario sigue aumentando, debido al hecho de que es útil para producir catalizadores y para pulir cristales.
El samario es más peligroso en el ambiente de trabajo, debido al hacho de que las humedades y los gases pueden ser inhalados con el aire. Esto puede causar embolias pulmonares, especialmente durante exposiciones a largo plazo. El samario puede ser una amenaza para el hígado cuando se acumula en el cuerpo humano.
El samario es vertido al medio ambiente en muchos lugares diferentes, principalmente por industrias productoras de petróleo. También puede entrar en el medio ambiente cuando se tiran los equipos domésticos. El samario se acumulará gradualmente en los suelos y en el agua de los suelos y esto llevará finalmente a incrementar la concentración en humanos, animales y partículas del suelo.
En los animales acuáticos provoca daños a las membranas celulares, lo que tiene varias influencias negativas en la reproducción y en las funciones del sistema nervioso.
Aplicaciones
- El samario, al igual que el resto de las tierras raras, se emplea en el arco de carbono para la proyección de películas.
- Se emplea como absorbente de neutrones en reactores nucleares.
- La aleación con cobalto, SmCo5, se ha utilizado para construir un nuevo material magnético con la mayor resistencia a la desmagnetización conocida.
- El samario se emplea para dopar cristales de fluoruro de calcio para construir láseres y máseres.
- El óxido de samario se usa para construir cristales que absorben el infrarrojo. Además, presenta propiedades catalíticas en la deshidratación y en la deshidrogenación del alcohol etílico.
HAFNIO
| CARACTERÍSTICAS GENERALES | |
| Nombre: Hafnio | Símbolo: Hf |
| Número atómico: 72 | Masa atómica (uma): 178,49 |
| Período: 6 | Grupo: IVB (transición) |
| Bloque: d (no representativo) | Valencias: +3, +4 |
| PROPIEDADES PERIÓDICAS | |
| Configuración electrónica: [Xe] 4f14 5d2 6s2 | Radio atómico (Å): 1,59 |
| Radio iónico (Å): 0,84 (+4) | Radio covalente (Å): 1,50 |
| Energía de ionización (kJ/mol): 642 | Electronegatividad: 1,30 |
| Afinidad electrónica (kJ/mol): - | |
| PROPIEDADES FÍSICAS | |
| Densidad (g/cm3): 13,310 | Color: Plateado |
| Punto de fusión (ºC): 2233 | Punto de ebullición (ºC): 4603 |
| Volumen atómico (cm3/mol): 13,41 | |
Historia
- Descubridor: Dirk Coster, George Charles von Hevesy.
- Lugar de descubrimiento: Dinamarca.
- Año de descubrimiento: 1923.
- Origen del nombre: De la palabra latina "Hafnia" que era el nombre en latín de la ciudad de Copenhague, en honor a la ciudad en que fue descubierto el elemento.
- Obtención: Muchos años antes de su descubrimiento se pensaba que este elemento estaría presente en varios minerales de circonio. De acuerdo con las indicaciones de Bohr, se esperaba que este nuevo elemento apareciera asociado al circonio y que tendría unas propiedades análogas a él. Finalmente el hafnio se identificó en un mineral de circonio mediante espectroscopía de rayos X. Para separar el circonio del hafnio se efectuaron recristalizaciones repetidas de los fluoruros dobles de amonio o potasio. El hafnio metálico se preparó pasando vapor de tetrayoduro de hafnio por un filamento de wolframio caliente.
El hafnio es un metal plateado, lustroso, que se funde cerca de los 2222ºC (4032ºF). El metal no tiene aplicaciones excepto en barras de control para reactores nucleares.
La química del hafnio es casi idéntica a la del zirconio. La semejanza de ambos es una consecuencia de la contracción lantánida, la cual lleva a valores de radio iónico casi idénticos. Antes de su descubrimiento, y desde entonces, el hafnio se extrae junto con el zirconio de sus minerales y se halla con el zirconio en todos sus derivados. Dado que las propiedades químicas son análogas, no hay incentivos para separar al hafnio, excepto para efectuar estudios nucleares y su uso en componentes de reactores nucleares.
El hafnio metálico normalmente no causa problemas pero todos los compuestos del hafnio deben ser considerados como tóxicos aunque evidencias iniciales parecen sugerir que el peligro es limitado. El polvo del metal presenta un peligro de incendio y explosión.
El hafnio metálico no tiene toxicidad conocida. El metal es completamente insoluble en agua, soluciones salinas o productos químicos corporales.
La exposición al hafnio puede ocurrir a través de la inhalación, ingestión, y contacto con los ojos o la piel.
La sobre-exposición al hafnio y sus compuestos puede provocar leve irritación de los ojos, piel y membranas mucosas.
No se ha informado de signos y síntomas de la exposición crónica al hafnio.
Efectos en los animales: Son escasos los datos disponibles acerca de la toxicidad del hafnio metálico o su polvo. Los estudio con animales indican que los compuestos del hafnio provocan irritaciones de los ojos, la piel y la membrana mucosa, y daños hepáticos. La LD 50 oral del tetracloruro de hafnio en ratas es de 2,362 mg/kg, y la LD 50 intraperitoneal en ratones para el oxicloruro de hafnio es de 112 mg/k.
(LD 50: Dosis Letal 50. Dosis individual de una sustancia que provoca la muerte del 50% de la población animal debido a la exposición a la sustancia por cualquier vía distinta a la inhalación. Normalmente expresada como miligramos o gramos de material por kilogramo de peso del animal.)
Aplicaciones
- Se emplea en barras de control de reactores de submarinos nucleares, ya que posee una buena sección de captura de neutrones térmicos, unas excelentes propiedades mecánicas y gran resistencia a la corrosión.
- Se utiliza en lámparas de gas e incandescentes.
- Se usa para eliminar oxígeno y nitrógeno de tubos de vacío.
