GGRRUUPPOO 1122

Los elementos del grupo 12 tienen orbitales d llenos en todos sus compuestos, por lo que es más correcto considerarlos como metales de los grupos representativos. La única

similitud real entre los elementos del grupo 12 y los metales de transición es la formación

de complejos, sobre todo con ligandos como el amoníaco, los iones cianuro y los iones haluros.

CCIINNCC

DDEESSCCUUBBRRIIMMIIEENNTTOO YY OORRIIGGEENN DDEELL NNOOMMBBRREE Las aleaciones de zinc (del aleman “zink”, que significa origen oscuro) se han utilizado

durante siglos (se han encontrado piezas de latón datadas en 1000-1400 AC).

PPRROOPPIIEEDDAADDEESS DDEELL CCIINNCC

El cinc es un metal lustroso, medianamente reactivo y al ser expuesto a la humedad del

aire durante un tiempo prolongado, se forma sobre su superficie una capa protectora de

óxido que con el tiempo se convierte en carbonato básico. Es atacado por los ácidos no oxidantes diluidos, formándose iones Zn2+ y liberando hidrógeno. Es atacado tanto por el

ácido sulfúrico concentrado y por el ácido nítrico, tanto concentrado como diluido.

Reacciona con vapor de agua para formar el óxido. Se combina directamente con el oxígeno, azufre y halógenos. Reacciona lentamente con álcalis desprendiendo hidrógeno.

El punto de fusión del metal es 420ºC y su punto de ebullición, 907ºC; su densidad es

7,13 g/cm3.

OOBBTTEENNCCIIÓÓNN DDEELL CCIINNCC

La principal fuente del metal es la blenda de cinc, ZnS, la cual se tuesta a una

temperatura de 800ºC, para convertirlo en óxido, el cual es reducido utilizando coque; este proceso se lleva a cabo a una temperatura cercana a los 1400ºC:

2ZnS(s) + 3O2(g) 2ZnO(s) + 2SO2(g)

ZnO(s) + C(s) Zn(g) + CO(g)

Para esta reacción se utiliza exceso de carbono, debido a que a esta temperatura el cinc

se oxida fácilmente en presencia de dióxido de carbono (que puede formarse en el

proceso). El exceso de carbono impide la formación de dióxido de carbono:

CO(g) + O2(g) CO2(g)

Zn(g) + CO2(g) ZnO(s) + CO(g)

CO2(g) + C CO(g)

El gas caliente que se produce (cinc gaseoso) se rocía con plomo fundido que lo enfría

rápidamente. Los metales se separan fácilmente, ya que el plomo y el cinc líquidos son inmiscibles. El plomo se recicla.

CCOOMMPPUUEESSTTOOSS DDEELL CCIINNCC Casi todas las sales del cinc son solubles en agua; estas soluciones contienen el ion

incoloro hexaacuacinc, [Zn(H2O)6]2+. Las soluciones de las sales de cinc son ácidas como

resultado de la hidrólisis. Al adicionarles iones hidróxidos, precipita el hidróxido de cinc,

un sólido blanco gelatinoso:

Zn2+(ac) + OH-

(ac) Zn(OH)2(s)

Al adicionar un exceso de iones hidróxido, el cinc se compleja, resultando una sustancia

soluble:

Zn(OH)2(s) + 2OH-(ac) [Zn(OH)4]2-

(ac)

El precipitado de hidróxido de cinc también reacciona con amoníaco para producir el ion

tetraamincinc:

Zn(OH)2(s) + 4NH3(ac) [Zn(NH3)4]2+(ac)

El cloruro de cinc es uno de los compuestos de uso más común. Es una sal muy

higroscópica y extremadamente soluble en agua; también es soluble en solventes orgánicos como el etanol y la acetona; esta propiedad indica que la sal tiene enlaces

covalentes.

El óxido de cinc puede obtenerse quemando el metal en el aire o por descomposición

térmica del carbonato. El óxido es un sólido blanco que adquiere una coloración amarilla

al calentarse. El cambio de color es reversible y depende de la temperatura. Por calentamiento, en la red cristalina del óxido se pierde algo de oxígeno, quedando la red

con exceso de carga negativa, la cual puede desplazarse a través de la estructura al

aplicar una diferencia de potencial; por tanto, el óxido es semiconductor. Cuando el

compuesto se enfría, recupera su color original porque se recupera el oxígeno.

El sulfuro de cinc, de color blanco, precipita cuando se pasa una corriente de sulfuro de

hidrógeno en una solución que contenga iones cinc. Este sulfuro se disuelve fácilmente en ácido clorhídrico diluido.

El sulfato de cinc puede obtenerse por reacción de una base de cinc con ácido sulfúrico diluido, seguida de evaporación y cristalización. Es un sólido blanco cristalino.

El nitrato de cinc puede obtenerse de manera similar al sulfato. Es una sal muy higroscópica y soluble en metanol. Por calentamiento se obtiene el óxido de cinc, dióxido

de nitrógeno y oxígeno.

El carbonato de cinc se obtiene cuando se adiciona solución de hidrógeno carbonato alcalino a una solución de iones cinc. El carbonato se descompone fácilmente por

calentamiento.

AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS DDEELL CCIINNCC

El cinc se utiliza extensamente en aleaciones (bronce y latón). El cinc puro se utiliza en

pequeñas cantidades como electrodo negativo en pilas secas y en mayor escala, es utilizado como recubrimiento del hierro contra la corrosión. El cinc no es tan reactivo

como es de esperar, ya que sobre su superficie se forma una capa protectora de óxido que

con el tiempo se transforma en carbonato básico. La ventaja del galvanizado es que el cinc se oxida preferentemente al hierro protegiéndolo de la corrosión.

El cloruro de cinc aplicado a la madera forma enlaces covalentes forma enlaces covalentes

con las moléculas de oxígeno de celulosa; la madera queda recubierta con una capa protectora de cloruro de cinc que es tóxico para los seres vivos. El cloruro de cinc es

también utilizado como fundente en soldadura blanca.

El óxido de cinc se utiliza en pigmentos para pinturas y como refuerzo del caucho.

También es empleado como componente de diversos esmaltes en vidriados y ungüentos antisépticos. En combinación con el óxido de cromo (III) se utiliza como catalizador en la

fabricación de metanol.

El dietil cinc es utilizado en la conservación de libros, manuscritos y periódicos.

CCAADDMMIIOO DDEESSCCUUBBRRIIMMIIEENNTTOO YY OORRIIGGEENN DDEELL NNOOMMBBRREE

El cadmio (en latín, cadmia, y en griego kadmeia, que significa "calamina", el nombre que

recibía antiguamente el carbonato de zinc) fue descubierto en Alemania en 1817 por Friedrich Stromeyer, quien observó que algunas muestras de calamina con impurezas

cambiaban de color cuando se calentaban, mientras que la calamina pura no lo hacía;

encontró el nuevo elemento como impureza en este compuesto de zinc.

PPRROOPPIIEEDDAADDEESS DDEELL CCAADDMMIIOO

El cadmio es más blando, más dúctil y más maleable que el cinc. Es un metal

medianamente reactivo que al ser expuesto a la humedad se cubre con una delgada capa de óxido que con el tiempo se transforma en el carbonato básico. Es atacado por los

ácidos no oxidantes diluidos, formándose la respectiva sal de cadmio y liberando

hidrógeno. El ácido sulfúrico puro ataca al metal, así como el ácido nítrico, ya sea concentrado o

diluido. El cadmio no descompone al agua. Reacciona directamente con no metales como

el oxígeno, azufre y los halógenos, cuando son calentados. El punto de fusión del metal es 321ºC y su punto de ebullición, 765ºC; su densidad es

8,65 g/cm3.

OOBBTTEENNCCIIÓÓNN DDEELL CCAADDMMIIOO El cadmio se obtiene durante la destilación del cinc crudo. Está también presente en los

iones de las soluciones donde se obtiene el cinc por electrólisis. Como el potencial de

reducción cadmio es más positivo que el del cinc, puede obtenerse el cadmio elemental en el cátodo, antes de que se deposite el cinc, para lo cual deberá controlarse

cuidadosamente el voltaje que sea suministrado a la celda. También puede desplazarse en

la solución por adición de cinc:

Zn(s) + Cd2+(ac) Zn2+

(ac) + Cd(s)

CCOOMMPPUUEESSTTOOSS DDEELL CCAADDMMIIOO

El cadmio exhibe un estado de oxidación de +2; las soluciones acuosas de sus

compuestos contienen el ion tetraacuacadmio [Cd(H2O)4]2+ que es incoloro.

El óxido de cadmio es un sólido café que se obtiene por calentamiento del metal en

presencia de oxígeno o por descomposición térmica del carbonato.

El hidróxido de cadmio se obtiene como sólido blanco cuando se adiciona solución de

iones hidróxido a una solución que contiene iones cadmio. Es exclusivamente básico. Se disuelve en solución de amoníaco produciendo el ion tetraamincadmio:

Cd(OH)2(s) + 4NH3(ac) [Cd(NH3)4]2+(ac)

El sulfuro de cadmio es de color amarillo intenso y puede prepararse en el laboratorio y

en la industria, haciendo pasar una corriente de sulfuro de hidrógeno en una solución de iones cadmio.

Al hacer reaccionar una base de cadmio con ácido clorhídrico diluido; la evaporación

parcial y posterior cristalización, da como resultado la obtención del cloruro hidratado

blanco. El cloruro de cadmio es menos soluble en compuestos orgánicos que el cloruro de cinc.

El sulfato de cadmio puede obtenerse al neutralizar una base de cadmio con ácido

sulfúrico diluido, seguida de evaporación y cristalización. Es un sólido blanco cristalino.

El nitrato de cadmio puede obtenerse de manera similar al sulfato. Es una sal muy

higroscópica y soluble en metanol. Por calentamiento se obtiene el óxido de cadmio, dióxido de nitrógeno y oxígeno.

El carbonato de cadmio se obtiene cuando se adiciona solución de hidrógeno carbonato

alcalino a una solución de iones cadmio. El carbonato se descompone fácilmente por calentamiento.

AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS DDEELL CCAADDMMIIOO El cadmio es utilizado como recubrimiento del hierro y del acero; también es utilizado en

la fabricación de pilas alcalinas de cadmio-níquel. Se usa en pequeñas cantidades en aleaciones, las cuales presentan gran resistencia.

El sulfuro de cadmio se utiliza como pigmento amarillo, brillante y permanente. Aunque

los compuestos del cadmio son muy tóxicos, el sulfuro es tan insoluble, que no presenta

peligro apreciable.

MMEERRCCUURRIIOO

DDEESSCCUUBBRRIIMMIIEENNTTOO YY OORRIIGGEENN DDEELL NNOOMMBBRREE

Su nombre fue puesto en honor al planeta Mercurio y su abreviatura (Hg) procede de

hidrargiro, hoy ya en desuso, que a su vez procede del latín hidrargirium y de hydrargyrus, que a su vez proviene del griego hydrargyros (hydros: agua y argyros: plata).

Este metal fue conocido por civilizaciones antiguas; al parecer ya fue conocido por los

egipcios, ya que en una tumba de Kuran, correspondiente a la XVIII-XIX dinastía (entre el 1500 al 1300 a.C.), se encontró un poco de mercurio líquido en una vasija funeraria en

forma de coco, como tesoro del difunto.

PPRROOPPIIEEDDAADDEESS DDEELL MMEERRCCUURRIIOO Debido a que es el metal con los enlaces más débiles conocidos, el mercurio es líquido a

20ºC. El enlace débil del mercurio permite que la presión de vapor del metal sea muy alta

a temperatura ambiente y su vapor puede ser absorbido a través de los pulmones, por lo que lo glóbulos de mercurio derramados de los termómetros rotos en los laboratorios son

un peligro. Cualquier derrame del metal debe ser inmediatamente cubierto con azufre en

polvo. El mercurio disuelve muchos metales, entre ellos al sodio, al cinc, al estaño, a la plata y

al oro, formando amalgamas, pero no ataca al hierro.

El aire no ataca al mercurio puro a temperaturas ordinarias; el óxido de mercurio (II) se forma lentamente alrededor de los 350ºC y a temperaturas un poco superiores, se

descompone en mercurio y oxígeno; otros no metales que reaccionan directamente con el

mercurio son los halógenos y el azufre.

El metal no es atacado por los ácidos no oxidantes diluidos. El ácido nítrico ataca al metal con desprendimiento de óxidos de nitrógeno. Cuando el ácido está en exceso, se obtiene el

nitrato de mercurio (II), mientras que el ácido diluido en presencia de un exceso de

mercurio, produce el nitrato de mercurio (I):

Hg + 4HNO3(conc) Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

6Hg + 8HNO3(dil) Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O

El ácido sulfúrico concentrado ataca al metal liberándose dióxido de azufre. Si el ácido

está en exceso se produce sulfato de mercurio (II); un exceso de mercurio, produce la sal de mercurio (I).

El punto de fusión del mercurio es –39ºC y su punto de ebullición, 357ºC. La densidad del metal es 13,5 g/cm3.

OOBBTTEENNCCIIÓÓNN DDEELL MMEERRCCUURRIIOO

La única mena de mercurio es el sulfuro de mercurio (cinabrio). El metal se extrae fácilmente calentando la mena en aire. Se desprende vapor de mercurio, que después

condensa para dar el metal líquido:

HgS + O2(g) Hg(l) + SO2(g)

CCOOMMPPUUEESSTTOOSS DDEELL MMEERRCCUURRIIOO Prácticamente todos los compuestos de mercurio (II) tienen enlaces covalentes. El nitrato

de mercurio (II) es uno de los pocos compuestos que se cree contienen el ion Hg2+;

también es uno de los pocos compuestos de mercurio solubles en agua. El cloruro de mercurio (II) puede formarse combinando el cloro y el mercurio. Esta sal es soluble en

agua tibia, pero la solución no conduce la electricidad, lo cual indica la presencia de

moléculas de HgCl2 y no de iones. La solución de cloruro de mercurio (II) se reduce

fácilmente a cloruro de mercurio (I), un compuesto blanco insoluble y luego a mercurio metálico negro por la adición de cloruro de estaño (II); esta constituye una prueba útil

para identificar el ion mercurio (II):

2HgCl2(ac) + SnCl2(ac) SnCl4(ac) + Hg2Cl2(s)

Hg2Cl2(s) + SnCl2(ac) SnCl4(ac) + Hg(l)

El óxido de mercurio (II) de color rojo se obtiene cuando el mercurio se calienta durante

mucho tiempo en aire a unos 350ºC:

2Hg(l) + O2(g) 2HgO(s)

Este óxido es térmicamente inestable y se descompone para dar mercurio y oxígeno cuando se eleva más la temperatura. El óxido de mercurio (polvo rojo) desaparece a

medida que van formándose glóbulos plateados de mercurio metálico en las partes más

frías de las paredes del recipiente. Esta reacción presenta riesgos, porque una cantidad significante de vapor de mercurio se escapa como vapor. Este experimento tiene interés

histórico, porque fue el método utilizado por Joseph Priestley para obtener la primera

muestra de oxígeno gaseoso puro.

El mercurio tiene la capacidad de formar el ion [Hg-Hg]2+ en el cual los átomos de

mercurio están unidos por un enlace covalente sencillo. No se conocen compuestos que contengan el ion mercurio (I) simple.

Se conoce el cloruro de mercurio (I), Hg2Cl2, y el nitrato de mercurio (I), Hg2(NO3)2, pero

nunca se han sintetizado compuestos con otros aniones como por ejemplo el sulfuro. En este caso debe analizarse el equilibrio de la dismutación del mercurio (I):

Hg22+

(ac) Hg(l) + Hg2+(ac)

En condiciones normales existe tendencia a la dismutación del mercurio (I). Sin embargo,

la adición de un anión como el sulfuro, provoca la formación de un compuesto más

insoluble con el mercurio (II) que con el mercurio (I), ocasionando que la dismutación se

desplace hacia la derecha.

Hg2+(ac) + S2-

(ac) HgS(s)

Hg2

2+(ac) + S2-

(ac) Hg(l) + HgS(s)

AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS DDEELL MMEERRCCUURRIIOO El mercurio se utiliza en termómetros, barómetros, en lámpara de arco de mercurio, entre

otros. Las amalgamas de sodio y de cinc se utilizan en el laboratorio como agentes

reductores y la amalgama de estaño, en obturaciones dentales. Los compuestos del mercurio se utilizan como funguicidas y como conservadores de la madera.

También ha tenido usos en medicina a través de mercoquinol (oxiquinolinsulfonato de mercurio) y del hidrargirol (parafeniltoniato o parafenolsulfonato de mercurio), este último

como antiséptico, al igual que otro muchos como el hidrargol, el hidrargiroseptol, el

yoduro mercúrico, el cloroyoduro mercúrico, el mercuriol, etc.

Fuentes consultadas: Rayner-Canham. “Química Inorgánica Descriptiva” 2da. Ed, Pearson

Education, México 2000. Págs. 504-515

Liptrot, G.F. “Química Inorgánica Moderna” Editorial CECSA, México 1988. Págs. 509-524

Sitios web: http://www.heurema.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/