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Los elementos en píldoras
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La tabla periódica es la ordenación de todos
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Los átomos son las unidades más
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¿Qué son los átomos, los elementos quí-
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La tabla periódica ordena todos los elementos conocidos en columnas y fi-
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en determinadas estructuras, como por ejemplo la
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El nombre de selenio procede de nuestro
satélite, la Luna, ya que se descubrió asocia-
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En aleación con el cobre el estaño for-
ma el bronce, uno de los materiales pro-
tagonistas del final de la prehistoria y ...
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Cuando se bombardea un elemento con
neutrones, los átomos a veces absorben
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Los científicos han calculado que en toda la corteza terrestre solo existe una media
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La experiencia acumulada por la investigación atómica hizo que Estados Unidos, tras la
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LLAMADO
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Un 90% del peso de un cohete es el combus-
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EL ALUMINIO ESTÁ TAN
PRESENTE EN NUESTRA VIDA
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LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 23
El trastorno bipolar
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Aplicando una tecnología de van-
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antiguas del norte de Canadá...
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Utilizando láseres muy poten-
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UNAIRE
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La inflamabilidad está muy relacionada con
la concentración de oxígeno en la ...
28 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
EL CADMIO
¡DUELE, DUELE!
¡Itai, itai! (¡duele, duele!), gemían los
habitantes de Fuchu, al no...
LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 29
El envenenamiento fue debido
a una combinación de una ele-
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LA UNIÓN
HACE LA MASA
En la historia de la creación
de nuevos elementos
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LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 31
En agosto de 2003, dos nuevos elemen-
tos vieron la luz en el laboratorio de
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32 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
Al formarse la Tierra, el hierro fundido se hundió hacia el centro para formar el núcleo y
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LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 33
Uno de los problemas de la qui-
mioterapia es que junto con las
células cancerígenas se destr...
34 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
“Colocar el
Radioendocrinator
bajo los testículos con
ayuda de la correa y
mantenerlo así tod...
LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 35
Lo más curioso es que se trata de un elemento
radiactivo, así que los 30 gramos que hay en un...
36 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
En las minas de cobre alemanas se
encontraban a veces unas piedras
azules que hacían enfermar...
LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 37
El promecio rinde homenaje al titán
Prometeo; el paladio a la diosa Palas
Atenea; el titanio ...
38 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
Haber fue galardonado con el premio
Nobel de Química de 1918, por su síntesis
del amoníaco, p...
LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 39
En abril de 1930, tras casi un mes de marcha, el Ma-
hatma Gandhi se adentró en las aguas del...
40 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
Nuestro cuerpo necesita
muchos y bien diferentes
elementos para mantenerse
fuerte y sano. Uno...
LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 41
El papel del zinc en el organismo
no se conoce con exactitud, pero
se sabe que interviene en ...
42 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
Lo que permite obtener tanta energía
y tan concentrada no es, como mu-
chos piensan, porque e...
LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 43
En 1944, los servicios de inteligencia de los
Aliados se enteraron de que una empresa
militar...
44 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
LAPAPILLA
DE BARIO
Una fiera descomunal a la que le
brillan los ojos y la boca en la os-
curi...
LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 45
Corría el año 1938 y Roy J. Plunkett, un in-
vestigador de la empresa DuPont, trabajaba
en su...
46 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
MORDISCOS DE
TITANIOLos titanes eran los doce
dioses ancestrales de la
mitología griega, famo...
LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 47
El papel, la pólvora, la pasta italiana… la civiliza-
ción china se adelantó al resto del mun...
48 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
Normalmente vemos los
colores según la longitud
de onda que llega a nues-
tros ojos. Si son o...
LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 49
Descubierto en 1803, cuando William Wo-
llaston disolvió una muestra de platino y le
quedó un...
50 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
En los años 50, los habitantes de Minamata,
una pequeña bahía de Japón, observaron como
los g...
LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 51
A pesar de encontrarse luchando en plena Se-
gunda Guerra Mundial, parece que los solda-
dos ...
52 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
“Qué ironía. Los médicos me han prescrito nitroglicerina, aunque la llaman
Trinitrin para no ...
LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 53
La gente no suele hacer picnic junto a una central nuclear. Prefiere ir a la
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54 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
EL
PARAÍSO
DELSILICIOUna tierra estéril y árida,
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tiene la mayor acum...
LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 55
Muchos músicos opinan que no suena igual una guitarra
eléctrica cuando los transistores que l...
56 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
CIERTOS ELEMENTOS
PERTENECIENTES A LAS TIERRAS
RARAS SON MUY ESCASOS O
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LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 57
Cuando ciertos metales se aproximan a
un campo magnético se calientan. Es lo
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58 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS
El Laboratorio Nacional de Ignición (NIF) ocu-
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Los elementos en pildoras reducido
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  1. 1. los elementosen píldoras H BR AG O XE PB CA F PÍLDORAS PARA CURIOSOS LosElementosEnPildoras_cubierta.indd 2 04/11/13 23:47
  2. 2. LosElementosEnPildoras_cubierta.indd 3 04/11/13 23:40
  3. 3. los elementosen pÍldoras LosElementosEnPildoras.indd 1 19/11/13 17:42
  4. 4. Los elementos en píldoras © Copyright de la edición Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) © Divulga S.L. Colección Píldoras para curiosos Dirección y coordinación: Ignacio Fernández Bayo Texto: Isabel Molina Ortiz Eugenia Angulo Alonso Ignacio Fernández Bayo Lorena Cabeza Fernández Teresa Méndez Pérez Diseño e ilustración: Sandra de Miguel Llorente Imprime: Gráficas Cofás. DEPÓSITO LEGAL M-23772-2013 LosElementosEnPildoras.indd 2 19/11/13 17:42
  5. 5. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 3 La tabla periódica es la ordenación de todos los elementos químicos, de acuerdo con sus variadas propiedades químicas y físicas. Y ele- gir el patrón de esas propiedades fue precisa- mente lo que trajo de cabeza a todos los cien- tíficos que intentaban poner orden en el mun- do de los elementos. En 1829, Johann W. Do- bereiner hizo la primera clasificación de los ele- mentos en tríadas, conjuntos de tres elementos parecidos en función de sus masas atómicas. John Newlands, en 1866, hizo agrupamientos de ocho elementos con la llamada Ley de las Octavas en referencia a las octavas musicales. Después, Mendeleiev en 1869 y el alemán Lothar Meyer, en 1870, establecieron una tabla definitiva, al ordenar los elementos según sus masas atómicas y en función de sus valencias, que el ruso colocó por columnas. Como publi- có antes sus hallazgos y el ordenamiento en columnas era una de las claves, Mendeleiev ha pasado a la historia como el descubridor. Finalmente, en 1913 Henry G. Moseley de- mostró, mediante espectroscopía de rayos X, que la Tabla debía ordenarse en función del número atómico en lugar de la masa atómica, lo que permitió asignar lugares definitivos a los elementos en el sistema periódico. En la actualidad existen más de 600 tablas periódicas, la mayor parte de ellas muy pare- cidas entre sí y representadas en dos dimen- siones. Pero también existen versiones en 3D en las que se adoptan formas de cilindro, pi- rámide, espiral e incluso de árbol. Además, la tabla periódica ha inspirado a mi- les de artistas que la han recreado simbolizan- do los elementos con flores, alimentos, alusio- nes sobre sus usos... A destacar, la del artista escocés Murray Robertson, de nombre "Vi- sual Elements", con imágenes hechas por or- denador para cada uno de los elementos. Puede verse en la web de la Royal Society of Chemistry: http://www.rsc.org/periodic-table. A mediados del siglo XIX se conocían unos 60 elementos químicos y muchos científicos trataban de agruparlos según sus características. El éxito llegó cuando el químico ruso Dimitri Mendeleiev propuso su tabla periódica de los elementos. Aunque hubo otras propuestas anteriores, él eligió los criterios correctos y la mejor prueba de su acierto es que dejó casillas vacías para elementos que aún no se conocían y que se acabaron descubriendo. LAS TABLAS PERIÓDICAS LosElementosEnPildoras.indd 3 19/11/13 17:42
  6. 6. 4 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS Los átomos son las unidades más pequeñas de materia de un elemen- to químico que pueden existir con- servando sus propiedades químicas. Antiguamente se pensaba que eran indestructibles y no podían dividirse en partes aún más diminutas, pero hace mucho tiempo que los científi- cos saben que están hechas de otras partículas mucho más peque- ñas, llamadas subatómicas. Las principales son: � Los protones. Tienen carga eléc- trica positiva y se encuentran en el núcleo. El número de protones de un átomo (número atómico, o Z) define su elemento químico. � Los neutrones. Están en el núcleo, unidos a los protones, pero no tie- nen carga eléctrica. Cada elemento tiene diferentes variedades de áto- mos según el número de neutro- nes. Esas variedades se denominan isótopos y su comportamiento pue- de ser muy diferente. � Los electrones. Tienen carga eléctrica negativa y se encuen- tran orbitando alrededor de los núcleos. Son los responsables de las reacciones químicas. En un átomo neutro, el número de electrones es igual al de proto- nes. Si no es así, se dice que está ionizado. El tamaño de los átomos varía en torno a un angstrom, medida que equivale a la cien millonésima parte de un centímetro. Un pelo humano, por ejemplo, tiene un espesor aproximado de medio millón de áto- mos, y un glóbulo rojo contiene 10 billones de ellos. Si los átomos que componen nuestro cuerpo fueran del tamaño de una manzana, el sis- tema solar completo cabría en nues- tra palma de la mano. la manzana y el universo EL ZOO DE LOS ÁTOMOS LosElementosEnPildoras.indd 4 19/11/13 17:42
  7. 7. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 5 ¿Qué son los átomos, los elementos quí- micos y las moléculas? Imagina una hela- dería que tiene 30 sabores diferentes de helados. Cada uno de esos sabores es un elemento químico. La menor cantidad de helado que en esa heladería sirven es una bola. Eso es un átomo. Si quiero, puedo poner dos o más bolas de helado juntos. Eso sería una molécula. Y si son bolas de diferentes sabores, entonces lo llamaré compuesto químico. Es decir: � Elemento químico: sustancia básica que no puede simplificarse sin dejar de ser ella misma, como el oro, el oxígeno, el calcio... � Átomo: la cantidad más pequeña de ese elemento químico. � Molécula simple: átomos unidos por enlaces químicos (por ejemplo, el hidrógeno suele en- contrarse con dos de sus átomos unidos: H2 ). � Molécula compuesta: una molécula he- cha de dos o más elementos diferentes unidos mediante enlaces químicos (por ejemplo, el agua (H2 O). Pero cuidado: la del helado es solo una me- táfora. Si consigues romper un átomo ya no tendrás el mismo elemento, habrás hecho una transmutación; en cambio si cortas la bola de helado tendrás trozos más pequeños pero del mismo sabor. Si el helado transmu- tase, su sabor cambiaría; por ejemplo, de chocolate a mandarina. Delicias de la quími- ca imaginaria. elementos en la heladería LosElementosEnPildoras.indd 5 19/11/13 17:42
  8. 8. 6 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS La tabla periódica ordena todos los elementos conocidos en columnas y fi- las, una especie de ajedrez de los elementos que constituyen toda la mate- ria. Las siete filas horizontales se llaman series o periodos y ordenan los elementos por su número atómico. Los elementos de transición interna o tierras raras se colocan aparte en la tabla periódica en dos periodos de 14 elementos, llamados lantánidos y actínidos. Hay 18 columnas verticales que ordenan los elementos según propiedades semejantes en grupos o familias (alcalinos, alcalinotérreos, halógenos, ga- ses nobles...). Se identifican con números romanos y se distinguen como grupos A y grupos B. Los elementos de los grupos A se llaman elementos representativos y los de los grupos B, elementos de transición. El número romano resulta de sumar los electrones más externos o de valencia, la lla- mada configuración electrónica. Estos electrones externos son muy importantes porque de ellos depende la reactividad química del elemento. En busca de su mayor estabilidad, los átomos se combinan y forman sustancias. La moneda de cambio en esta búsqueda son los electrones de la última capa y unos elementos tienden a ceder electrones y otros a ganarlos en busca de la estabilidad. Los gases nobles son inertes porque ya tienen su última capa completa. El sodio, por ejemplo, tiene solo un electrón que quiere perder para estabilizarse y que- darse con su última capa completa. Por eso reacciona con elementos que quieran ganar un electrón, como el cloro. Así se forma la sal común (Na- Cl). Otra forma de conseguir la estabilidad es compartiendo electrones, como ocurre en el caso del agua (H2 O) formando enlaces covalentes. La tabla periódica también permite clasificar a los elementos en meta- les, no metales y gases nobles. Una línea diagonal, desde el alumi- nio al bismuto, separa los elementos al lado izquierdo de los me- tales y los no metales al lado derecho. Aquellos elementos que se encuentran cerca de la diagonal presentan propieda- des de ambos por lo que reciben el nombre de metaloides o semimetales. Aquellas propiedades que dependen de la estructura interna de los átomos, como el radio atómico, el potencial de ionización, la afinidad electrónica, la electrone- gatividad o el carácter metálico, varían de manera sistemática o periódica a través de los grupos y periodos de manera que puede predecirse su valor. EL AJEDREZ DE LA MATERIA LEYENDO LA TABLA LosElementosEnPildoras.indd 6 19/11/13 17:42
  9. 9. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 7 TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS masa atómica símbolo negro: sólido azul: líquido rojo: gas verde: artificial 00 Nombre H 0000 19 Potasio K 39,10 4 20 Calcio Ca 40,08 21 Escandio Sc 44,96 22 Titanio Ti 47,98 23 Vanadio V 50,94 24 Cromo Cr 52,00 25 Manganeso Mn 54,94 26 Hierro Fe 55,85 27 Cobalto Co 58,93 28 Níquel Ni 58,69 29 Cobre Cu 63,55 30 Cinc Zn 65,39 31 Galio Ga 69,72 32 Germanio Ge 72,59 33 Arsénico As 74,92 34 Selenio Se 78,96 35 Bromo Br 79,90 36 Kriptón Kr 83,80 37 Rubidio Rb 85,47 5 38 Estroncio Sr 87,62 39 Itrio Y 88,91 40 Circonio Zr 91,92 41 Niobio Nb 92,91 42 Molibdeno Mo 95,94 43 Tecnecio Tc 98,91 44 Rutenio Ru 101,1 45 Rodio Rh 102,9 46 Paladio Pd 106,4 47 Plata Ag 107,9 48 Cadmio Cd 112,4 49 Indio In 114,8 50 Estaño Sn 118,7 51 Antimonio Sb 121,8 52 Telurio Te 127,6 53 Yodo I 126,9 54 Xenón Xe 131,3 55 Cesio Cs 132,9 6 56 Bario Ba 137,7 57 Lantano La 138,9 72 Hafnio Hf 178,5 73 Tantalio Ta 180,9 74 Wolframio W 183,9 75 Renio Re 186,2 76 Osmio Os 190,2 77 Iridio Ir 192,2 78 Platino Pt 195,1 79 Oro Au 197,0 80 Mercurio Hg 200,6 81 Talio Tl 204,4 82 Plomo Pb 207,2 83 Bismuto Bi 209,0 84 Polonio Po (210) 85 Astano At (210) 86 Radón Rn (222) Rutherfordio Rf 105 Dubnio Db (262) 106 Seaborgio Sg (266) 107 Bohrio Bh (264) 108 Hassio Hs (277) 109 Meitnerio Mt (266) 110 Darmstadio Ds (269) 111 Roentgenio Rg (272) Copernicio Cn (270) Ununtrium Uut (272) 114113112 Flerovio Fl (276) 115 Ununpentium Uup (288) 116 Livermorio Lv (282) 117 Uus 118 Ununoctium (294)87 Francio Fr (223) 7 88 Radio Ra (226) 89 Actinio Ac (227) 58 Cerio Ce 140,1 59 Praseodimio Pr 140,9 60 Neodimio Nd 144,2 61 Prometio Pm 144,9 62 Samario Sm 150,4 63 Europio Eu 152,0 64 Gadolinio Gd 157,3 65 Terbio Tb 158,9 66 Disprosio Dy 162,5 67 Holmio Ho 164,9 68 Erbio Er 157,3 69 Tulio Tm 168,9 70 Iterbio Yb 173,0 71 Lutecio Lu 175,0 90 Torio Th 232,0 91 Protactinio Pa (231) 92 Uranio U 238,0 93 Neptunio Np (237) 94 Plutonio Pu (239) 95 Americio Am (243) 96 Curio Cm (247) 97 Berkelio Bk (247) 98 Californio Cf (252) 99 Einstenio Es (252) 100 Fermio Fm (257) 104 (261) 101 Mendelevio Md (256) 102 Nobelio No (259) 103 Lawrencio Lw (260) 11 Sodio Na 22,99 3 12 Magnesio Mg 24,31 3 Litio Li 6,94 2 4 Berilio Be 9,012 1 Hidrógeno H 1,008 1 13 Aluminio Al 26,98 14 Silicio Si 28,09 15 Fósforo P 30,97 16 Azufre S 32,07 17 Cloro Cl 35,45 18 Argón Ar 39,95 5 Boro B 10,81 6 Carbono C 12,01 7 Nitrógeno N 14,01 8 Oxígeno O 16,00 9 Flúor F 19,00 10 Neón Ne 20,18 2 Helio He 4,003 IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA Metal No Metal Semimetal Ununseptium En verde: elementos artificiales. En azul: líquidos en la naturaleza. En rojo: gaseosos en la naturaleza LosElementosEnPildoras.indd 7 19/11/13 17:42
  10. 10. 8 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS Es la molécula más importante para la vida y representa el 65% de nuestro cuerpo. Es el agua, una molécula que se forma cuando dos átomos de hidrógeno se enlazan con uno de oxígeno, y en ciertas condiciones se convierte en un superhéroe de extraños poderes. EL SUPERFLUIDO De todos los átomos del universo, el 88% son de hidróge- no. Fue el primero de los tres elementos (junto con el helio y el litio), generados durante el Big Bang, y además es el alimento que mantiene vivo el fuego de las estrellas. En el centro de la nuestra, el Sol, la temperatura supera los 13 millones de grados, y la densidad los 200 kilogramos por litro. En estas condiciones, los átomos de hidrógeno se unen para formar núcleos de helio, liberando enormes cantidades de energía y radiación. Cada segundo, nuestra estrella convierte 564 millones de toneladas de hidrógeno en 559 de helio. El resto, unos 5 millones de toneladas de materia, se transforma en energía. Así lleva casi 5.000 mi- llones de años y aún tiene combustible para otros tantos. Las farolas ES EL PRIMERO EN MUCHAS COSAS, PERO ES DE LO MÁS SENCILLO: UN PROTÓN (A VECES ACOMPAÑADO DE UNO O DOS NEUTRONES) Y SU CORRESPONDIENTE ELECTRÓN. EL HIDRÓGENO ENCABEZA LA TABLA PERIÓDICA Y ES EL ELEMENTO MÁS LIGERO, EL MÁS ANCIANO Y EL MÁS ABUNDANTE. del universo EL NÚMERO UNO LosElementosEnPildoras.indd 8 19/11/13 17:42
  11. 11. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 9 V El mayor planeta del sistema solar tiene más del doble de la masa que el resto de plane- tas y unas 318 veces la de la Tierra. Es un gigante gaseoso, a mitad de camino entre planeta y estrella, formado en un 90% por hidrógeno y un 10% de helio, junto con una pizca de otros elementos. En sus capas más externas, el hidrógeno se comporta como un gas transparente e incoloro, igual que en la Tierra. Pero en sus profundidades, la tremenda presión atmosférica (4 millones de veces la de la superficie terrestre) con- vierte el gas en un líquido denso hasta arrancar los electrones con lo que el líquido se convierte en un conductor eléctrico co- mo el metal. En la Tierra se ha conseguido fabricar hidrógeno líquido metálico, pero solo en pequeñas cantidades y durante pe- ríodos muy cortos. Para estudiar los océa- nos de hidrógeno de Júpiter, la NASA lanzó en 2011 la sonda espacial Juno que perma- necerá cinco años en el espacio. Júpiter, el rey del sistema solar, el más grande de todos los planetas, esconde una extraña curiosidad en su interior. Un alien que en la Tierra podría parecerse al mercurio pero que tendría pocas posibilidades de sobrevivir. exotismo espacial Al nivel del mar el agua hierve a 100 ºC, pe- ro en la cumbre del Everest solo se necesi- tan 75 ºC por la menor presión atmosférica. Los científicos han investigado el comporta- miento del agua en condiciones más com- plejas y han descubierto una temperatura mágica: 374 ºC. A esta temperatura, y a 220 veces la presión atmosférica, el agua se con- vierte en algo extraño que se llama superflui- do, que se comporta como gas y como líqui- do a la vez. El agua superfluida puede disol- ver casi cualquier cosa, incluso aceites con los que normalmente se repele, y puede hacer que la materia orgánica arda en ella. Por esta razón se ha investigado su uso para la lim- pieza de aguas fecales que se convertirían en una solución transparente, inodora y libre de gérmenes. El problema es que puede corroer casi cualquier metal, incluso el oro, lo que dificulta sus aplicaciones prácticas. LosElementosEnPildoras.indd 9 19/11/13 17:42
  12. 12. 10 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS Todos llevamos encima un resto del Big Bang; un residuo de la materia que se generó en los tres primeros minutos de historia del universo. ¿No lo encuentras? Búscalo en la batería de tu móvil. Se llama litio y pronto estará también en tu coche. El helio es el segundo elemento más abundante en el universo, después del hidrógeno, y se gene- ró apenas unos segundos después que éste, tras la gran explosión que inauguró el Universo. No es extraño, por tanto, que esté presente en la Luna, pero es gaseoso y tan ligero que debe- ría escaparse de ella. Ya se sabía que en el polvoriento suelo lunar había helio atrapado, pero ahora los científicos de la NASA lo han encontrado también en su tenue atmósfera mediante un espectrómetro a bordo de la nave Lunar Reconnaissance Orbiter, con una concentración de 7.000 átomos de helio por cm3 a la temperatura estimada de la at- mósfera lunar. Lo que no está claro es si procede de la desintegración de elementos ra- diactivos lunares o del viento solar, que es un flujo de partículas rico en helio. El misterio NADIE HA VIAJADO NUNCA AL SOL, PERO EN EL SIGLO XIX LOS CIENTÍFICOS FUERON CAPACES DE IDENTIFICAR ALLÍ UN NUEVO ELEMENTO. LO LLAMARON HELIO, PORQUE HELIOS ERA EL DIOS-SOL DE LOS GRIEGOS. DESPUÉS SE ENCONTRÓ TAMBIÉN EN LA TIERRA Y, MÁS TARDE, INCLUSO EN LA LUNA. del helio lunar RECUERDOS DEL BIGBANG ENELBOLSILLO NACIDOS DEL BIG-BANG LosElementosEnPildoras.indd 10 19/11/13 17:43
  13. 13. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 11 Científicos canadienses han demostrado que in- mediatamente después del Big Bang, duran- te el periodo conocido como de nu- cleosíntesis primordial, una serie de transformaciones pudo dar lugar a la creación del único isótopo estable del berilio, el Be-9. Maxim Pospelov y Josef Prad- ler han demostrado que en las extremas condiciones existen- tes en aquellos instantes se produjeron reacciones capa- ces de generar berilio, aunque en una cantidad diminuta: se- gún sus cálculos, por cada diez mi- llones de toneladas de hidrógeno se debió producir mediante este proceso apenas un gramo de berilio. Pese a todo, la ma- yor parte del berilio existente en la Tierra se crea constantemente en la atmósfera por el impacto de los rayos cósmicos procedentes del espacio exterior. Hasta hace poco se pensaba que durante los primeros minutos tras el Big Bang solo se habían formado los tres elementos más ligeros: el hidrógeno, el helio y el litio. Ahora sabemos que también había un cuarto pasajero en aquel universo en explosión: el berilio. Berilio, el cuarto pasajero Al contrario que el helio, que se genera continuamente en el interior de las es- trellas, todo el litio del universo nació en medio de aquella explosión colosal de energía, ocurrida hace 13.700 millones de años, y desde entonces ha recorrido un largo viaje cósmico hasta alcanzar nuestro bolsillo. Las baterías de ión-litio son el corazón de todos los aparatos electrónicos que nos rodean, por su efi- ciencia para almacenar electricidad y pa- ra recargarse de nuevo miles de veces, y con el menor tamaño y peso posibles. Ahora son también la esperanza para el gran desafío energético del futuro cer- cano: el coche eléctrico. El problema es que no hay suficientes reservas para un consumo masivo. Habrá que buscar al- ternativas o nuevos yacimientos de este rescoldo del Big Bang. LosElementosEnPildoras.indd 11 19/11/13 17:43
  14. 14. 12 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS Si una puerta de acero de un automóvil pesa unos 10,7 kilogramos, la misma puerta hecha de magnesio no marca más de 4,7 kilos en la bás- cula.Esdecir,laspuertasfabricadasenmagnesio pesarían un 50% menos. Además, este elemen- to tiene otras ventajas. Es muy abundante en todo el mundo, se puede moldear y posee prác- ticamente las mismas propiedades que el acero En un futuro no muy lejano, la carrocería de los coches podría ser de magnesio y no de acero como hasta ahora. Así se podría reducir su peso a la mitad y mejorar sus cualidades. Este hierro nacido en el horno estelar también juega un papel clave en la fertilización de los océanos, gracias al krill, una especie de gamba famosa por ser el alimento básico de ballenas, pingüinos y focas. Según un estudio del British Antartic Survey, actúa como un eficiente agricultor que fertiliza los océanos con trocitos de hierro. Miles de millones de estos camarones descienden cada día al fondo marino para alimentarse de los detritos depositados allí, recogiendo fragmentos ricos en hierro procedentes de organismos en descomposición. De vuelta a la superficie, liberan este hierro o lo incorporan a su orga- nismo, pasando a formar parte de la cadena alimenticia. Este proceso estimula la proli- feración de la flora, lo que a su vez favorece la capacidad natural del océano de absor- ber dióxido de carbono. GAMBAS QUE TRANSPORTAN HIERRO EN ÚLTIMA INSTANCIA, SOMOS POLVO DE ESTRELLAS. BUENA PARTE DE LOS ELEMENTOS QUE CONFORMAN NUESTRO CUERPO NACIERON EN EL CORAZÓN DE ESTAS GIGANTESCAS ESFERAS INCANDESCENTES, POR LAS REACCIONES DE FUSIÓN NUCLEAR. LOS ÁTOMOS MÁS SIMPLES SE VAN UNIENDO Y FORMAN OTROS MÁS PESADOS HASTA LLEGAR AL HIERRO. DESPUÉS, LA ESTRELLA EXPLOTA. coches de magnesio NACIDOS EN LAS ESTRELLAS LosElementosEnPildoras.indd 12 19/11/13 17:43
  15. 15. en determinadas estructuras, como por ejemplo la rigidez.LoscientíficosdelInstitutoFraunhoferdeAle- mania investigan para obtener este material de bajo peso de forma eficiente para su uso en la producción en serie de los automóviles y han desarrollado tecno- logíasespecíficasparaelmoldeamientodealeaciones de magnesio forjadas. Por ejemplo, ya han consegui- do una nueva llanta de aleación con este material. Los microfósiles hallados se encuentran entre granos de arena ricos en cuarzo. Estos seres microscópicos son testimo- nio de un mundo primitivo y violento dominado por grandes erupciones vol- cánicas y un cielo de tono gris. Los ma- res de entonces tenían la temperatura de un baño de agua caliente y en ellos debieron desarrollarse estos primeros organismos. En su entorno se han en- contrado diminutos cristales de pirita, un compuesto de hierro y azufre, resi- duo de su metabolismo tras digerir el azufre. En la actualidad aún existen or- ganismos que se alimentan de azufre. Viven en ambientes extremos, y por eso se denominan extremófilos, como las chimeneas termales de las profundida- des oceánicas y las ácidas aguas del río Tinto español. Al oeste de Australia se han encontrado fósiles de bacterias, de más de 3.400 millones de años de antigüedad, que se alimentaban de compuestos derivados del azufre, otro elemento nacido en el horno estelar. Lo que para nosotros es tremendamente venenoso, y símbolo del infierno, era para aquellos seres todo un manjar. AZUFRE, ALIMENTOINFERNAL LosElementosEnPildoras.indd 13 19/11/13 17:43
  16. 16. 14 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS El nombre de selenio procede de nuestro satélite, la Luna, ya que se descubrió asocia- do a otro elemento llamado telurio, que sig- nifica terrestre. Es un elemento presente en toda la corteza de nuestro planeta, pero siempre en cantidades muy bajas, y tiene funciones biológicas importantes. Numero- sos estudios han puesto de manifiesto que las personas con depresión tienen bajos ni- veles de selenio y mejoran su estado toman- do alimentos ricos en este elemento, como las nueces de Brasil. Incluso en condiciones normales, se ha observado que estimula el buen humor. Al parecer, su acción se debe a que es capaz de modular indirectamente la acción de un neurotransmisor, la seroto- nina, implicado en los estados de ánimo. ESTAÑO, UN METAL QUEJICA Basta una ligera presión manual para que una barra plateada de estaño se doble sin problema. Lo sorprendente es que al hacerlo se deforma o rompe su estructura cristalina interna y emite un ruido característico. Es el “grito del estaño”. Cuando una estrella explota en una supernova se produce tanta energía que se generan numerosos elementos más pesados que el hierro, como el selenio. Es difícil enfadarse con él, porque entre sus cualidades destaca que es capaz de poner de buen humor a cualquiera. El buen humor del selenio NACIDOS DE UNA EXPLOSIÓN LosElementosEnPildoras.indd 14 19/11/13 17:43
  17. 17. En aleación con el cobre el estaño for- ma el bronce, uno de los materiales pro- tagonistas del final de la prehistoria y el inicio de la edad de los metales. El obje- to de estaño más antiguo que se conoce data del año 2.650 a.C. y fue encontra- do en Mesopotamia. Pero la primera descripción del ruido que genera al de- formarse lo escribió un alquimista árabe en el siglo VIII conocido en la Edad Me- dia con el sobrenombre de Geber. El ita- liano Vannoccio Biringuccio, en su libro sobre metalurgia publicado en 1540 describe el ruido como el que hace el agua al congelarse. Otros metales tam- bién emiten ruidos semejantes al defor- marse, pero es más fácil escucharlo en el estaño debido a su gran maleabilidad. El trabajo realizado por científicos de California ha encontrado unos niveles muy bajos de molibdeno en los sedimentos marinos de aquel larguísimo periodo en los océanos. Este elemento es utilizado por algu- nas bacterias para transformar el ni- trógeno de la atmósfera en otros compuestos aprovechables por los seres vivos, en un proceso denomi- nado “fijación del nitrógeno”. Dado que las células eucariotas no tienen la capacidad de fijar el nitrógeno por sí mismas, si las bacterias que lo hacen no disponían por entonces de suficiente molibdeno tampoco lo podían hacer, así que las eucariotas sobrevivieron a duras penas, hasta que los niveles de molibdeno fueron aumentando y pudieron formarse los primeros seres pluricelulares. Las células eucariotas, las que tenemos la mayor parte de los seres vivos, ya existían hace 2.700 millones de años, pero no consiguieron dominar el mundo hasta hace unos 600 millones de años ¿Por qué tardaron tanto? Según un estudio, la clave está en el molibdeno. 2.000MILLONES DEAÑOS ESPERANDOAL MOLIBDENO LosElementosEnPildoras.indd 15 19/11/13 17:43
  18. 18. 16 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS Cuando se bombardea un elemento con neutrones, los átomos a veces absorben esos neutrones y se convierten en átomos de otro elemento con un número atómico mayor que el original. Por ejemplo, bom- bardeando cobre (29), los científicos obtie- nen zinc (30). En 1940, dos cientí- ficos de la Universidad de Califor- nia en Berkeley aplicaron esta idea al uranio (92), que era el últi- mo elemento conocido. A los tres días, los investigadores rompieron la frontera de la Tabla Periódica al conseguir sintetizar el elemento 93, al que llamaron neptunio, en referencia al planeta Neptuno. És- te se convirtió en el primer elemento sinté- tico con número atómico mayor que 92. Pronto se consiguieron nuevos elementos más allá del neptunio y se fue formando toda una familia cuyos miembros reciben el nombre de elementos transuránicos. En el cuerpo humano, el tecnecio 99 se deposita en ciertos órganos como el cerebro, el hígado, el cora- zón y, especialmente, en los huesos. Desde ahí, como es radiactivo, emite una señal muy clara, formada so- lo por radiación gamma, y dependiendo de su inten- sidad y localización, los médicos obtienen valiosa in- formación. Además tiene pocos efectos secundarios porque se elimina rápidamente del organismo, dado que su vida media es muy corta. Después de seis ho- EN 1937 SE CONSIGUIÓ FABRICAR EL PRIMER ELEMENTO ARTIFICIAL DE LA HISTORIA. POR ESO LO LLAMARON TECNECIO. OCUPÓ UN HUECO VACÍO EN LA TABLA DE MENDELÉIEV Y ENSEGUIDA SE LE ENCONTRARON APLICACIONES. HOY LOS MÉDICOS LO USAN COMO UNA HERRAMIENTA DE DIAGNÓSTICO CASI PERFECTA. ¡UN ESQUELETO QUEBRILLA! En los años 30, el uranio era el último elemento conocido, el fin de la tabla periódica. Pero existía una rara reacción que transformaba ciertos elementos en otros completamente nuevos. Así consiguieron crear elementos que probablemente no existían en el universo. Más allá de la naturaleza NACIDOS EN UN LABORATORIO LosElementosEnPildoras.indd 16 19/11/13 17:43
  19. 19. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 17 V Los científicos han calculado que en toda la corteza terrestre solo existe una media constante de 560 gramos de promecio que se forman de la desintegración espontá- nea del uranio 238. Este elemento se utiliza prácticamente solo en investigación, para su síntesis se bombardea uranio o neodimio con neutrones, pero incluso en los laboratorios es raro encontrarlo. Sin embargo, el promecio esconde otra vida lejana: los astrónomos han detectado su presencia mediante los espectros de emisión de algunas estrellas lejanas, a las que llaman "estrellas peculiares". Como ningún isóto- po del promecio tiene una vida media superior a los 17,7 años, esto indica que las estrellas están en este momento produciendo promecio en grandes cantidades, aun- que se desconoce aún la razón. 560 GRAMOS Y ESTRELLAS LEJANAS El efímero elemento número 61, el promecio, muy raramente se puede encontrar en la Tierra, apenas medio kilo en total, pero puede generarse en el laboratorio. Aunque aquí no abunda, muy lejos, en el espacio, existe en grandísimas cantidades. ras solo queda la mitad y al día siguiente, una dieci- seisava parte de la canti- dad inyectada. Pero ello supone también un pro- blema, ya que no puede almacenarse y si viaja des- de lejos cuando llega ya ha desparecido. Por eso, lo que se envía es molibdeno 99, que tiene una vida me- dia de casi tres días y en cuya descomposición for- ma el tecnecio 99. LosElementosEnPildoras.indd 17 19/11/13 17:43
  20. 20. 18 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS La experiencia acumulada por la investigación atómica hizo que Estados Unidos, tras la Segunda Guerra Mundial, liderara la carrera por crear nuevos elementos. Seaborg, que recibió el Nobel de Química en 1951, utilizó un ciclotrón para ir produciendo, uno tras otro, una larga lista de elementos actínidos: plutonio (94), americio (95), curio (96), ber- kelio (97), californio (98), einstenio (99), fermio (100), mendelevio (101), nobelio (102) y el 106, denominado en su honor, seaborgio. Tuvo el privilegio de ver bautizado este úl- timo con su nombre cuando aún vivía, un hecho excepcional ya que solo se otorga el nombre de un científico a un elemento cuando ya ha fallecido. Su hazaña fue posible gracias al ciclotrón, un aparato inventado por Ernest Lawrence, que permitía acelerar iones aplicando un campo magnético. UNA DE LAS DOS SERIES DE ELEMENTOS QUE APARECEN SEPARADOS DE LA TABLA PERIÓDICA CONTIENE LOS LLAMADOS ACTÍNIDOS. EL CONCEPTO Y DIEZ ELEMENTOS DE ESE GRUPO LOS DESCUBRIÓ EL QUÍMICO GLENN SEABORG EN BERKELEY (CALIFORNIA), LA PRIMERA FÁBRICA DE NUEVOS ELEMENTOS. ELHOMBRE QUE RELLENÓ DIEZ CASILLAS DELATABLA FÁBRICAS DE ELEMENTOS LosElementosEnPildoras.indd 18 19/11/13 17:43
  21. 21. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 19 LaURSScreóelInstitutodeIn- vestigación Nuclear en la ciu- dad de Dubna, para hacer la competencia a EEUU en la in- vestigación atómica y en la creacióndenuevoselementos. Actualmentetrabajanallíunos 1.000científicosy2.000inge- nieros; está considerado uno de los tres mejores centros de física nuclear del mundo y es elquemayorprotagonismoha tenido,enlasúltimasdécadas, en la carrera por rellenar nue- vos huecos de la tabla periódi- ca. Su primer gran éxito fue el hallazgodelelemento105por Georgii Flerov, pero los esta- dounidenses de Berkeley se atribuyeron el descubrimiento poco tiempo después y lo de- nominaron hahnio, en honor de Otto Hahn. Actualmente estáplenamenteaceptadoque lo descubrieron los rusos y el nombredelelementohaceho- nor al centro de investigación donde se fabricó: dubnio. La guerra fría entre Estados Unidos y la Unión Soviética también se libró en el campo de la creación de nuevos elementos. Y alcanzó su punto crítico en la disputa por atribuirse el descubrimiento del elemento 105, el hahnio para los americanos y dubnio para los rusos. Hahnio quiere decir dubnio El laboratorio alemán también tiene su home- naje en la tabla periódica: el darmstadtio, de número atómico 110. Y a pesar de la rivalidad, desde hace años hay una gran colaboración entre los tres centros, gracias a la cual nacie- ron el flerovio (114) y el livermorio(116). Pero el Centro de Investigación de Iones Pesados de Darmstadt también investiga en medicina nu- clear, como la radioterapia, que emplea radia- ciones ionizantes (rayos X y gamma) para des- truir células cancerosas. De allí ha salido una nueva forma de atacar los tumores más eficaz y selectiva, llamada hadronterapia, que en lugar de radiación electromagnética utiliza partículas pesadas, llamadas hadrones (como protones e iones de diferentes elementos), que ya se emplea en muchos hospitales para tratar tumores de crecimiento lento y de difícil acceso. A pesar de ser el más joven de los tres centros de investigación mundial en física de iones pesados, la fábrica de elementos de Darmstadt, en Alemania, ha conseguido resonantes éxitos. En los años 80 y 90 consiguieron producir los elementos 107 al 112. HADRONES CONTRA TUMORES LosElementosEnPildoras.indd 19 19/11/13 17:43
  22. 22. 20 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS UNVERGEL LLAMADO SÁHARA Ocupan su propia columna en la tabla, a la derecha del todo, y son conocidos como gases nobles por su prácticamente nula reactividad química. Es decir, no se mezclan con otros elementos para formar compuestos, igual que los miem- bros de la aristocracia antigua no se mezclaban con gente de otras clases sociales. No reaccionan quí- micamente, pero tienen otras ca- racterísticas interesantes. Por ejemplo, el neón emite una inten- sa luz monocroma cuando es exci- tado por una corriente eléctrica, fenómeno que se aprovecha para crear llamativos letreros publicita- rios. Fue descubierto en 1898 por Sir William Ramsey, quien difícil- mente imaginó que su elemento sería el más luminoso del planeta. La estrella Neon, PASEAR POR TIMES SQUARE CUANDO UNO VISITA NUEVA YORK ES COSA OBLIGADA. CRUCE DE LA SÉPTIMA AVENIDA Y BROADWAY, ES EL ESCENARIO EN EL QUE SE AMONTONAN LOS TEATROS Y LOS CARTELES PUBLICITARIOS. ¿Y QUÉ LO HACE TAN ESPECIAL? PUES EL NEÓN, EL REY DE LOS GASES NOBLES. DE BROADWAY El desierto más famoso del planeta, el Sáhara, estaba surcado por grandes ríos y cubierto de vegetación hace unos miles de años. Los restos de esas aguas forman los acuíferos que hoy existen bajo sus ardientes arenas, cuya antigüedad se ha podido conocer gracias al kriptón. CUESTIÓN DE NOBLEZA LosElementosEnPildoras.indd 20 19/11/13 17:43
  23. 23. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 21 Un 90% del peso de un cohete es el combus- tible necesario para alcanzar la velocidad de escape de la gravedad terrestre. Y la mayor parte de esa energía se dedica a levantar el propio combustible. Por eso la NASA intenta conseguir nuevos sistemas de propulsión más eficaces. El motor iónico funciona con gas xenón, que se ioniza con facilidad mediante una corriente eléctrica y sus partículas salen despedidas aproximadamente a 40 km/s, su- perando con creces la velocidad de escape de la Tierra. El problema es que no sirve con- seguir una gran aceleración inicial, ya que aunque su velocidad es alta, su empuje es pequeño. Peroresultaidealparadotarde movimiento a las naves una vez que han esca- pado de la gravedad terrestre. Su consumo es mínimo, por lo que tiene una alta autonomía. Así, el xenón que llevaba la sonda Deep Spa- ce estuvo impulsándola durante 678 días. El 24 de octubre de 1998 se lanzaba al espacio desde Cabo Cañaveral la sonda espacial Deep Space 1, equipado con un nuevo tipo de propulsión, que parecía sacado de una novela de ciencia ficción: el motor iónico. Su combustible era un gas noble llamado xenón. Un motor de xenón para surcar el espacio En 1933, el explorador húngaro Ladislaus Almásy, descubrió en el desierto libio unas pinturas rupestres en las piedras de arenisca roja que se alzan entre las dunas. Eran repre- sentaciones de animales, como jirafas y avestruces, además de figuras humanas que pare- cían estar en posición horizontal y realizando movimientos que sólo podían significar una cosa… estaban nadando. Era el primer indicio de que el Sáhara fue en algún momento un lugar húmedo. Después se localizaron los acuíferos residuales de sus ríos y lagos y se midió la cantidad de kriptón-81 que contenían. Este isótopo se forma por el impacto de las ra- diaciones cósmicas en la atmósfera, es muy estable y tiene un período de desintegración de miles de años. Gracias a ello se ha sabido que algunas de sus aguas tienen una antigüe- dad de hasta un millón de años. LosElementosEnPildoras.indd 21 19/11/13 17:43
  24. 24. 22 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS ALREY, ENPLATO DEALUMINIO EL ALUMINIO ESTÁ TAN PRESENTE EN NUESTRA VIDA COTIDIANA QUE A NADIE LE LLAMA YA LA ATENCIÓN, PERO A MEDIADOS DEL SIGLO XIX ERA TAN RARO QUE HASTA EL EMPERADOR NAPOLEÓN III LO USABA COMO MATERIAL DE LUJO CON EL QUE SORPRENDER A SUS INVITADOS. Julio Verne predijo que el alu- minio revolucionaría la tecno- logía aeroespacial y sería el sustituto del pesado hierro, al que supera en resistencia y, sobre todo, en ligereza. Por eso lo utilizó para el cohete imaginario de su novela De la Tierra a la Luna. En el siglo XIX aún no se habían desarrollado los métodos para extraer el aluminio con facilidad y por eso escaseaba tanto que du- rante un tiempo se le conside- ró un metal de lujo, compara- ble al oro o la plata. Por este motivo, Napoleón III obse- quiaba a sus invitados más in- signes con comidas servidas en una vajilla hecha de aluminio, y dejaba el oro para invitados menos especiales. Hoy, este metal ligero se usa en los avio- nes, debido a su abundancia, resistencia, maleabilidad y a que el óxido que forma mejo- ra incluso sus características al crear una capa muy dura alre- dedor del metal. CUESTIÓN DE LIGEREZA LosElementosEnPildoras.indd 22 19/11/13 17:43
  25. 25. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 23 El trastorno bipolar o enfermedad de los genios, ya que afectó a grandes artistas como Schumann, Van Gogh o Hemingway, se caracteriza por épocas de depresión profunda seguidas de otras con una euforia incontrolable. Incontrolable hasta que llegó el litio. ‘La casa amarilla’ fue un proyecto artístico que reunió en Arlés (Francia) a finales del siglo XIX a dos de los más grandes pintores de la época: Vincent van Gogh y Paul Gauguin. Pero Gauguin pronto descubrió que la sucesión de estados eufóri- cos y depresivos de su amigo lo hacían inaguantable. Cuando anunció a Van Gogh que abandonaba el proyecto, éste se cortó una oreja y se la regaló envuelta en un trapo a Raquel, una prosti- tuta. Poco más de medio siglo después, el doctor John F. Cade des- cubrió las propiedades del carbonato de litio en el tratamiento del trastorno bipolar y la depresión. Desde entonces este pequeño ión metálico, tan ligero que hasta flota en el agua, y que se usa profusamente para baterías eléc- tricas, permite llevar una vida normal a millones de pacientes, ya que regula la producción de neurotransmisores como dopamina, serotonina y noradrenalina. La fisión del uranio-235 se produce cuando impacta sobre su núcleo un neutrón de determinadas ca- racterísticas. La rup- tura hace que salgan despedidos más neutro- nes que a su vez rompen otros núcleos de uranio-235. Es lo que se llama una reacción en cadena, y para poder controlarla y que no se acelere hasta límites peligrosos se emplean las barras de control, que se in- tercalan entre las varillas donde está el uranio. Estas barras de control están he- chas de acero con boro, porque este ele- mento tiene una gran capacidad de ab- sorber neutrones, así que impiden que la reacción se propague. Metiendo más o menos las barras de control se consigue controlar el número de reacciones de fi- sión e incluso parar el reactor. Por esta cualidad, el boro también se usa como escudo contra radiación neutrónica y co- mo detector de neutrones. En los reactores nucleares se producen reacciones en cadena de fisión del uranio. Para evitar que esta reacción se desmande se emplean las llamadas barras de control. La clave de su actividad es un elemento ligerísimo y de propiedades sorprendentes: el boro. Un escudo antineutrones de boro entre la genialidad y la locura LosElementosEnPildoras.indd 23 19/11/13 17:43
  26. 26. 24 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS Aplicando una tecnología de van- guardia a muestras de rocas muy antiguas del norte de Canadá, científicos del Instituto Carnegie de Washington, la NASA y el La- boratorio de Investigación Naval han obtenido datos que muestran que las partículas de ciertos mi- nerales de carbono son millones de años más jóvenes que las ro- cas en las que se encuentran, cu- ya antigüedad se calcula entre 3.800 y 4.200 millones de años. Ahora, los especialistas están analizando con todo detalle algu- nas muestras de esas rocas para comprobar los indicios, compa- rarlas con las procedentes de Groenlandia, de 4.000 millones de años de antigüedad, que se utilizaron para elaborar la crono- logía hasta ahora más aceptada y determinar la edad real de la vida sobre la Tierra. El carbono es el elemento que caracteriza a todos los seres vivos. Por eso, proporciona pistas sobre los seres más primitivos de nuestro planeta. Así se han encontrado indicios de que la biosfera pudo surgir millones de años más tarde de lo que se pensaba. La vida es joven. OCÉANOS DE DIAMANTES ALGUNAS PERSONAS SE DERRITEN ANTE UN DIAMANTE, PERO TAMBIÉN LOS DIAMANTES SE DERRITEN ANTE ALGUNOS CIENTÍFICOS. RECIENTES INVESTIGACIONES MUESTRAN QUE BAJO CIERTAS CONDICIONES SE VUELVEN LÍQUIDOS. Y EN URANO Y NEPTUNO PODRÍA HABER ICEBERGS DE DIAMANTE EN MARES DE CARBONO. LA VIDA SE QUITA AÑOS UN ELEMENTO VITAL LosElementosEnPildoras.indd 24 19/11/13 17:43
  27. 27. con las pilas puestas Utilizando láseres muy poten- tes,unequipodecientíficosdel Lawrence Livermore National Laboratory (EEUU) ha demos- trado que cuando al diamante se le aplican ondas expansivas, puedesoportarvariosmillones deveceslapresiónatmosférica antes de ser aplastado. Pero llega un momento en el que noresistemáslapresiónyque- daprácticamentederretidoen apenas un nanosegundo (una milmillonésima de segundo). Al descender la presión se van formandodenuevopequeños cristales de diamante. En el sis- temasolarestascondicionesse daríanenlosplanetasgigantes gaseososhelados,comoUrano y Neptuno, donde podría ha- ber auténticos océanos de car- bono procedente de diaman- tes derretidos, con témpanos flotantes de ese mismo mine- ral, aguantando unos 6 millo- nes de atmósferas de presión antes de derretirse. Son flexibles, elásticos, ligeros y permiten crear aplicaciones electrónicas novedosas. Por ejemplo, sistemas de monitorización de constantes vitales en la vestimenta del paciente, ropas deportivas de alto rendimiento para deportistas, pantallas y baterías incorporadas a prendas de vestir, etc. El mecanismo para lograr estos asombrosos tejidos se basa en un tinte fabricado con nanotubos de carbono de una sola pared. Cuando se aplica a los tejidos, éstos adquieren una excelente capacidad para almacenar electricidad y son ca- paces de servir también como pilas recargables. Si nos quedamos sin batería en la table- ta o en el móvil mientras estamos fuera de casa, nada como conectarlo a la camiseta o a los pantalones, después de haber recargado la ropa durante la noche. Lo último en diseño de ropa no pasa por París ni Milán sino por los laboratorios como los de la Universidad de Stanford, donde un equipo de científicos ha logrado convertir el algodón y el poliéster convencionales en tejidos conductores de electricidad, gracias al carbono. LosElementosEnPildoras.indd 25 19/11/13 17:43
  28. 28. 26 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS NECESITAMOSINGERIROXÍGENO UNAS13VECESPORMINUTO. PODEMOSAGUANTARSINHACERLO UNOSTRESMINUTOS,DESPUÉSSU AUSENCIAPROVOCADAÑOS IRREVERSIBLESENELCEREBRO,YEN OTROSTRESMINUTOS PUEDESERLETAL. PEROELEXCESODEOXÍGENOTAMBIÉN PUEDEPROVOCARNOSLAMUERTE. Los buceadores lo saben bien: demasia- do oxígeno no es bueno para la salud. Esa es la razón por la que en sus incursio- nes submarinas no respiren, como se cree habitualmente, oxígeno puro, sino aire comprimido, es decir, una mezcla de, aproximadamente, un 78% de nitró- geno y un 21% de oxígeno (más un 1% de otros gases), seca y purificada. Si res- piraran este gas de manera aislada, tan solo podrían sumergirse a seis metros de profundidad. Buceando con aire comprimido, el problema desaparece hasta alcanzar grandes profundida- des, ya inaccesibles para el bucea- dor deportivo. En superficie, tan solo respirar oxígeno puro du- rante un tiempo produce irritación de garganta e inflamación de las vías aéreas. Vital y letal OXÍGENO, EL GAS DE LA VIDA LosElementosEnPildoras.indd 26 19/11/13 17:43
  29. 29. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 27 UNAIRE QUEQUEMA La inflamabilidad está muy relacionada con la concentración de oxígeno en la atmósfe- ra, que actualmente es del 21%. Se estima que si esta fuera menor del 15%, los incen- dios apenas se extenderían. Por encima del 25%, en cambio, incluso las plantas húme- das entrarían en combustión. Con una con- centración de entre el 30 y el 35 por ciento, los incendios se producen de forma espon- tánea y regular, duran mucho tiempo, al- canzan temperaturas colosales y se extien- den por una superficie enorme. Es difícil calcular las concentraciones de oxígeno existentes en una época tan lejana, pero los investigadores calculan que hace unos 300 millones de años debían encontrarse en torno a ese 30 a 35%. HIJOS DE LA CONTAMINACIÓN Hace unos 2.400 millones de años tuvo lugar un evento demoledor, la atmósfera acumuló suficiente oxígeno como para que la mayor parte de la vida existente entonces sucumbiera y se abrieran paso los organismos capaces de vivir gracias al oxígeno. El oxígeno había sido escaso hasta en- tonces y la Tierra estaba poblada por bacterias anaerobias, para las cuales el oxígeno era un auténtico veneno. La aparición de las cianobacterias, in- ventoras de la fotosíntesis hizo que el oxígeno empezara a acumularse en el planeta. Algunos organis- mos se adaptaron a vivir en ese ambiente e incluso aprovecharon el oxígeno para realizar su metabo- lismo. De ahí surgieron los organis- mos más evolucionados, las célu- las eucariotas, y nosotros forma- mos parte de sus descendientes. Las bacterias anaerobias tuvieron que buscar refugios libres de oxí- geno para sobrevivir. Uno de ellos es el intestino de los animales, donde estas bacerias nos ayudan a digerir los alimentos. A pesar de que cada verano se queman muchos de nuestros bosques, su número y magnitud es ínfimo comparado con los incendios forestales que había durante el Carbonífero, hace entre 300 y 360 millones de años. Y eso que por aquel entonces no había pirómanos. LosElementosEnPildoras.indd 27 19/11/13 17:43
  30. 30. 28 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS EL CADMIO ¡DUELE, DUELE! ¡Itai, itai! (¡duele, duele!), gemían los habitantes de Fuchu, al noroeste de Japón, aquejados por una misteriosa enfermedad que debilitaba sus huesos y articulaciones. Y con esas palabras se bautizó su patología, provocada por una elevada contaminación por cadmio. ELPLOMO DEGROENLANDIAPara conocer los climas del pasado, los climatólogos extraen muestras de hielo de cientos o miles de años de antigüedad de la Antártida y de Groenlandia. Para su sorpresa, al llegar a cierta profundidad se encontraron con altos niveles de plomo. ¿de dónde había salido?La capa de hielo de Groen- landia de hace unos 2.000 años contiene cuatro veces más plomo que las capas precedentes. Procede de la civilización romana, la pri- mera cultura que utilizó es- te metal de manera masiva para todo tipo de utensi- lios: armas, vajillas, copas, tuberías, cerámicas… En la extracción y transformación del plomo, una parte se convierte en partículas mi- croscópicas que se expan- den por el aire y se deposi- tan muy lejos de su lugar de procedencia, incluso en las regiones polares. Desde entonces hasta hace pocos años ha sido uno de los metales más utilizados, pe- ro ahora su uso práctica- mente ha desaparecido por su toxicidad, ya que es ca- paz de provocar desde sim- ples dolores de cabeza y estómago hasta la locura e incluso la muerte. CONTAMIMANTES LosElementosEnPildoras.indd 28 19/11/13 17:43
  31. 31. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 29 El envenenamiento fue debido a una combinación de una ele- vada ingesta de este metal uni- da a unos niveles bajos de vita- mina D en las víctimas. El cad- mio provenía del arroz cultiva- do en un suelo contaminado regado, además, con agua pro- cedente de una mina de zinc, un mineral que siempre contie- ne trazas de este elemento. El arroz causante de la enferme- dad contenía unos niveles de cadmio unas diez veces mayo- res que los de un arroz normal. Aunque esto es algo completa- mente inusual, lo cierto es que no podemos eliminar el cadmio de nuestra dieta. Cada día in- gerimos, como media, unos 25 microgramos de este elemento. Una cantidad, sin embargo, aún mucho menor a los 70 mi- crogramos que la Organización Mundial de la Salud (OMS) con- sidera como seguros. La célebre escritora Agatha Christie popularizó el talio en su novela El caballo pálido, publicada en 1961, en la que se aprovechaba la acción demoledora de este veneno, hasta entonces poco conocido. El talio era fácilmente accesible ya que se utilizaba como matarratas y crema depilatoria, ya que la caída del cabello es uno de los efec- tos secundarios del envenenamiento con sus sales. Este síntoma es precisamente el que da la pista clave que lle- vará hasta el criminal en la novela. Y si la ficción fue responsable de la divulgación de este poderoso tóxico, también permitió salvar numerosas vidas, ya que algunos lectores repararon en que el talio podía ser el responsable de enfermedades hasta entonces inexplicables, y permitió difundir su antí- doto: el ferrocianuro de potasio o azul de Prusia. NO HUELE, ES INSÍPIDO E INCOLORO. ACTÚA SIGILOSAMENTE Y SUS SÍNTOMAS, QUE APARECEN DÍAS DESPUÉS DE HABER SIDO INGERIDO, SE CONFUNDEN CON LOS DE ENFERMEDADES COMUNES. ES EL TALIO, UN VENENO CASI PERFECTO. CON ÉL SE INTENTÓ ELIMINAR A NELSON MANDELA Y A FIDEL CASTRO. AZUL DE PRUSIA CONTRA EL TALIO LosElementosEnPildoras.indd 29 19/11/13 17:43
  32. 32. 30 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS LA UNIÓN HACE LA MASA En la historia de la creación de nuevos elementos artificiales más pesados que el uranio, se han empleado diferentes formas de fabricarlos, pero la más habitual es conseguir unir núcleos de otros átomos de tamaño medio. A veces, incluso, se generan otros nuevos al desintegrarse los primeros. Su masa atómica es de 294 (118 proto- nes y 176 neutrones), y hasta ahora so- lo se han producido tres átomos de es- te elemento, uno en 2002 y otros dos en 2005. El logro se consiguió en el Ins- tituto Central de Investigaciones Nu- cleares de Dubná, en Rusia, y en él par- ticiparon también científicos estadouni- denses del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. Aunque existe un consenso general entre los especialistas sobre el hallazgo, en 2011 la Unión In- ternacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) afirmó que eran necesarias nuevas evidencias para confirmarlo. Con solo tres átomos, y teniendo en cuenta que su periodo medio de desin- tegración es de 0,89 milisegundos, po- co se sabe aún de sus características, y aunque dada su posición en la tabla debería comportarse como los gases nobles, los científicos creen que tiene características diferentes éstos. ESTÁN AL FINAL DE LA TABLA PERIÓDICA Y EN NINGÚN OTRO LUGAR, QUE SE SEPA, YA QUE NO EXISTEN EN EL UNIVERSO CONOCIDO. SON LOS ELEMENTOS SUPERPESADOS, LOS DE MAYOR PESO ATÓMICO DE LA TABLA, Y EL QUE SE LLEVA LA PALMA, POR AHORA, ES EL 118 O UNUNOCTIUM, CASI UN 50% MÁS PESADO QUE EL PLOMO. ELMÁS PESADO LOS ÚLTIMOS DE LA FILA LosElementosEnPildoras.indd 30 19/11/13 17:43
  33. 33. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 31 En agosto de 2003, dos nuevos elemen- tos vieron la luz en el laboratorio de Dubná, situado en las cercanías de Mos- cú. Bombardeando americio-243 con calcio-48 en el ciclotrón U400, los cientí- ficos produjeron cuatro átomos del ele- mento 115, que en apenas una décima de segundo se desintegraron y genera- ron otros tantos isótopos del elemento 113. Posteriormente, se ha fabricado medio centenar de átomos del unun- pentium (115), pero la Unión Internacio- nal de Química Pura y Aplicada (IUPAC) afirmó en 2011, ocho años después de este experimento, que los resultados, aunque “alentadores”, no eran suficien- tes como para confirmar el descubri- miento. Los elementos 113 y 115, por lo tanto, siguen sin tener certificado de nacimiento, hasta que se obtengan nuevas pruebas de su existencia. Star Trek, la mítica serie de ciencia-ficción, mostraba un mundo en el que se disponía de materiales sorprendentes, hechosdeelementossuperpesados,muchomásresistentes que cualquier material actual. Para que esa idea tuviese al- guna posibilidad de hacerse realidad sería necesario encon- trar elementos nuevos que no se desintegrasen en apenas unos instantes como ocurre con los que se han generado hasta ahora. El químico Glenn Seaborg, descubridor de 10 nuevos ele- mentos, propuso hace medio siglo que en torno al 114 debía existir una isla de estabilidad. Según sus cálculos podría ser el isótopo 298, cuyos nucleones (114 protones y 154 neutrones), formarían una esfera perfecta y por esa razón de gran estabilidad, tanto como para poder plantearse fabricar materiales superpesados. La búsqueda continúa. Conforme se avanza en la tabla periódica los elementos son cada vez más efímeros, y apenas viven unas milésimas de segundo antes de desintegrarse. Pero los científicos sueñan con una “isla de estabilidad” donde algunos isótopos vivan mucho más tiempo. Y creen estar cerca de ella. En busca de la ‘isla de estabilidad’ Demenoramayorestabilidad Número de neutrones (N) Montañas Estables (plomo-uranio) Mar de la Inestabilidad Isla de la Estabilidad (núcleos esféricos superpesados) Número de protones (Z) 100 130 160 190 70 80 90 100 110 120 LosElementosEnPildoras.indd 31 19/11/13 17:43
  34. 34. 32 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS Al formarse la Tierra, el hierro fundido se hundió hacia el centro para formar el núcleo y arrastró consigo la mayor parte de los metales preciosos del planeta, como el oro y el platino. Allí se acumulan en tales cantidades que podrían cubrir la superficie terrestre con una capa de cuatro metros. Solo una pequeña parte quedó disponible cerca de la superficie y gracias al tungsteno investigadores de la Universidad de Bristol han descu- bierto que fue por un bombardeo de meteoritos ocurrido hace unos 3.900 millones de años. Analizando rocas de Groenlandia de casi 4.000 millones de años de antigüedad, han observado que contenían más tungsteno que las rocas más recientes. Esos impac- tos hicieron que una parte de esos metales saltaran y se depositaran en la superficie. La pista TAN SOLO TRES ELEMENTOS HAN SIDO DESCUBIERTOS POR ESPAÑOLES. UNO DE ELLOS ES EL TUNGSTENO (TAMBIÉN LLAMADO WOLFRAMIO), DESCUBIERTO POR LOS HERMANOS ELHUYAR EN 1783. ADEMÁS DE OTRAS MUCHAS UTILIDADES, ES CAPAZ DE EXPLICAR POR QUÉ HAY ORO EN NUESTRO MUNDO COTIDIANO. del tesoro está en el tungsteno Eso al menos dijo el padre del automóvil, Henry Ford, que comenzó la producción de su célebre Ford T cuando consiguió encontrar la aleación perfecta, el acero al vanadio, para que los ejes de los coches que fabricaba no se rompieran en el primer bache. SINVANADIO NOHABRÍA AUTOMÓVILES EN ESPAÑOL LosElementosEnPildoras.indd 32 19/11/13 17:43
  35. 35. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 33 Uno de los problemas de la qui- mioterapia es que junto con las células cancerígenas se destruyen también muchas sanas, pero un reciente descubrimiento realizado por un grupo de científicos britá- nicos, liderado por Peter Sadler, de la Universidad de Warwick, desarrollaron un compuesto de platino que solo se activa cuando se ilumina con luz ultravioleta. Ahora han desarrollado otro que se activa con luz azul. Así los mé- dicos pueden seleccionar el punto exacto de acción del fármaco, re- ducir el daño en otros tejidos y evitar efectos secundarios. El fár- maco es estable, sencillo de ma- nipular e hidrosoluble, por lo que el organismo lo expulsa fácilmen- te una vez utilizado. El sistema es especialmente eficaz en tumores de pared fina, como el de vejiga y el de esófago. El platino fue des- cubierto en Colombia por el mari- no y científico español Antonio de Ulloa en 1748. Es uno de los metales más preciados, pero además de usarse en joyería y en catalizadores se ha convertido en un poderoso aliado de la lucha contra el cáncer, como componente de ciertos tratamientos. Ahora incluso permite tratamientos más certeros gracias a la luz azul. Platino iluminado contra el cáncer El vanadio proporciona unas propiedades espe- ciales al acero, haciéndo- lo menos quebradizo y evitando su recristaliza- ción por los golpes y vi- braciones. Y esta cuali- dad es esencial en los ejes y cigüeñales de los auto- móviles, sometidos a constantes sacudidas y cambios bruscos de ten- sión. El uso del acero al vanadio permitió reducir el peso y al mismo tiem- po aumentar la fuerza de tracción del vehículo. Descubierto por el quími- co español Andrés Ma- nuel del Río en México hacia 1801, su hallazgo no consiguió el reconoci- miento de sus colegas hasta que lo redescubrió el sueco Nils Sefström, 30 años después. Del Rio lo denominó entronio, pero el nombre que ha preva- lecido es el que le puso Sefström, derivado del de la diosa escandinava de la belleza. LosElementosEnPildoras.indd 33 19/11/13 17:43
  36. 36. 34 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS “Colocar el Radioendocrinator bajo los testículos con ayuda de la correa y mantenerlo así toda la noche”. William Bailey, el inventor del aparato, aseguraba que el radio que contenía estimulaba la potencia sexual. Pero su invento resultó ser fatal. A principios del siglo XX muchos pro- ductos presumían de contener radio y prometían efectos beneficiosos: jarras que depuraban el agua, pasta de dientes superblanqueante, crema an- tiarrugas, dietético… El brillante ele- mento descubierto por Marie Curie, se creía poderoso, casi mágico, debido a las grandes cantidades de energía que emitía, de forma que muchos se apun- taron a conseguir los beneficios pro- metidos gracias al radio. Hasta que se descubrieron los letales efectos que producía la radiación. La propia Marie Curie murió, a los 66 años, como con- secuencia de las intensas radiaciones que recibió a lo largo de su carrera científica, trabajando con elementos radiactivos, especialmente el radio, el más poderoso de todos ellos. ELMILAGRO DELRADIO EN FEMENINO LosElementosEnPildoras.indd 34 19/11/13 17:43
  37. 37. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 35 Lo más curioso es que se trata de un elemento radiactivo, así que los 30 gramos que hay en un momento determinado se quedan en 15 gramos 22 minutos después. Pero a su vez se produce continuamente más francio por la desintegración de otros elementos, y casualmente se genera al mismo ritmo, así que la cantidad de este elemen- to se mantiene de manera más o menos estable. A pesar de su escasez, Marguerite Perey, una química francesa, fue capaz de conseguir una minúscula muestra de francio a partir de la pu- rificación de una muestra de actinio muy puro. Otra mujer le disputó el descubrimiento, nada más y nada menos que la hija de Marie Curie, Irene, quien también consiguió el Nobel. Final- mente, Marguerite consiguió ser reconocida co- mo la única autora del hallazgo. SE CALCULA QUE EN TODA LA TIERRA SOLO HAY UNOS 30 GRAMOS DE FRANCIO, LA CANTIDAD QUE CABE, MÁS O MENOS, EN UNA CUCHARADITA, LO QUE LO CONVIERTE, CON DIFERENCIA, EN EL MÁS ESCASO DE TODOS LOS ELEMENTOS PRESENTES EN EL PLANETA. 30 gramos de francio Los científicos que trabajaban en el proyecto Manhattan, el que desa- rrolló las primeras bombas atómicas, descubrieron que el polonio-210 era el material perfecto para provocar el inicio de la reacción en cadena. El problema era que este elemento, descubierto por Marie Curie al puri- ficar uranio, es muy escaso en la na- turaleza (una tonelada de uranio contiene sólo 0,1 miligramos de po- lonio). Por ello, pusieron en marcha el Proyecto Polonio (más adelante conocido como Proyecto Dayton), dedicado a obtenerlo por otros me- dios. Lo consiguieron bombardean- do el bismuto, que es mucho más abundante, para que se transforma- ra en polonio-210, en un proceso conocido como transmutación. La bomba que cayó sobre Nagasaki el 9 de agosto de 1945, matando unas 80.000 personas, tuvo como protagonistas dos elementos: el plutonio, que fue el combustible atómico, y el polonio, que fue el encargado de iniciar la explosión. EL PROYECTO POLONIO LosElementosEnPildoras.indd 35 19/11/13 17:43
  38. 38. 36 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS En las minas de cobre alemanas se encontraban a veces unas piedras azules que hacían enfermar a los mi- neros, por lo que las llamaron ko- bold, un espíritu maligno de las le- yendas germanas. Así nació el nom- bre del cobalto, aunque este ele- mento era conocido desde el anti- guo Egipto, donde se usaba para teñir de azul el vidrio. El níquel tam- bién recibió su nombre de la mano de los mineros alemanes, que a ve- ces encontraban un mineral de color rojizo que parecía contener cobre, metal muy valioso, pero no conse- guían extraerlo y los mineros culpa- ban a un demonio de la mitología alemana apodado Nick. Aquel mine- ral, fue denominado kupfernickel o “cobre del viejo Nick”. UNUNPENTIUM QUIERE TENER NOMBRE Cuando se descubre un nuevo elemento hay que esperar a que el hallazgo sea validado antes de poder ponerle un nombre. Mientras tanto, se denomina por los dígitos de su número atómico en latín. Así, el 115 es Un-Un-Pentium. La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) es el organis- mo encargado de aprobar los nom- bres oficiales de los nuevos elemen- tos, y desde 1990, suele aceptar la propuesta de su descubridor. Es habi- tual escoger el nombre de algún gran científico, y así nacieron el nobelio, el fermio, el einstenio y el curio; o algu- na propiedad física o química, un país, un laboratorio científico o un astro. Los últimos nombres aproba- dos, en 2012, son el flerovio (en ho- nor al físico nuclear Flerov) y el liver- morio, por el centro de investigación Lawrence Livermore de California. Hasta entonces eran el ununquadium (114), y ununhexium (116). El unun- pentium sigue esperando ser recono- cido y disponer de un nombre. ¿De dónde proceden los nombres de los elementos químicos? A veces de sitios tan inesperados como la minería alemana de la Edad Moderna y la mitología germana. Es el caso del cobalto y del níquel. Los espíritus malignos IUPAC YO TE BAUTIZO LosElementosEnPildoras.indd 36 19/11/13 17:43
  39. 39. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 37 El promecio rinde homenaje al titán Prometeo; el paladio a la diosa Palas Atenea; el titanio al gigante Titán; el se- lenio a la diosa lunar Selene; y el cerio a Ceres, la diosa romana (equivalente de la griega Deméter) de la agricultura. Urano, el dios del cielo, dio nombre al uranio; Neptuno, el de los mares, al neptunio; y Plutón, el de los infiernos, al plutonio. Y hay otros dos, el niobio y el tantalio, que figuran juntos en la mis- ma columna de la tabla, que rememo- ran la amarga historia de Níobe y su pa- dre, Tántalo, hijo de Zeus. Madre de una numerosa prole, se reía de la diosa Leto porque sólo tenía dos hijos: Apolo y Artemisa, pero estos se vengaron ma- tando a todos los descendientes de Níobe excepto a dos. Tan desolada quedó ésta que pidió a Zeus que la convirtiera en estatua. Y eso hizo. LA MITOLOGÍA GRIEGA HA SIDO FUENTE DE INSPIRACIÓN PARA NOMBRAR A VARIOS ELEMENTOS. AUNQUE ZEUS, EL PRINCIPAL DIOS DEL OLIMPO, NO HA TENIDO ESE RECONOCIMIENTO, MUCHOS MIEMBROS DE SU FAMILIA ESTÁN EN LA TABLA PERIÓDICA. La familia de ZEUS LosElementosEnPildoras.indd 37 19/11/13 17:43
  40. 40. 38 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS Haber fue galardonado con el premio Nobel de Química de 1918, por su síntesis del amoníaco, pero hoy es más célebre por su desafortunado papel en el desarrollo de las armas químicas. Sus trabajos de investi- gación le llevaron a producir cloro gaseo- so, un gas verdoso que se almacenaba en unos cilindros colocados en las trincheras, donde los soldados esperaban a que el viento soplara en dirección al enemigo pa- ra abrirlos y salir corriendo. La inhalación del cloro en estado tan puro y concentra- do, provoca la irritación del sistema respi- ratorio, una fuerte sensación de asfixia y una muerte rápida. Sin embargo, dejó de utilizarse en la guerra porque el viento es caprichoso y morían casi tantos soldados de un bando como de otro. ALA INDEPENDENCIA PORLA SAL El cloro, componente esencial de la sal, fue uno de los protagonistas de la Primera Guerra Mundial, al ser utilizado como una nueva arma, capaz de eliminar enemigos de manera masiva y cruenta. Nacía así la guerra química, de la mano del alemán Fritz Haber. UN ARMA LLAMADA CLORO LA SAL DE LA VIDA LosElementosEnPildoras.indd 38 19/11/13 17:43
  41. 41. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 39 En abril de 1930, tras casi un mes de marcha, el Ma- hatma Gandhi se adentró en las aguas del océano Ín- dico y recogió en sus manos un puñado de sal. Con este gesto, el pacifista indio animó a sus compatrio- tas a rebelarse contra la ocupación británica del país y el monopolio que los ocupantes ejercían sobre la venta de sal, un producto de primera necesidad para la población, tanto para conservar alimentos como para aderezarlos. Por eso, los británicos controlaban toda la producción y habían prohibido a la población india recoger o fabricar sal. La iniciativa de Gandhi, conocida como “marcha de la sal”, provocó miles de encarcelamientos, pero marcó el inicio del proceso que llevó a la independencia del país, en 1947. EL COMPUESTO MINERAL MÁS SABROSO DE LA TABLA PERIÓDICA ES EL SODIO CON CLORO (CLORURO SÓDICO O NaCl); ES DECIR LA SAL COMÚN. AUNQUE HOY ES BARATA Y ASEQUIBLE, A LO LARGO DE LA HISTORIA HA SIDO UN TESORO CODICIADO. INCLUSO JUGÓ UN PAPEL DESTACADO EN LA INDEPENDENCIA DE LA INDIA. EL POTASIO Y LA BOMBA CELULAR Si arrojamos un puñado de potasio sobre un charco de agua, se produce una bella ex- plosión de color violeta, debido a su alta reactividad con esta sustancia, pero la bomba celular de la que hablamos no tiene nada que ver con eso sino con la actividad a través de la membrana de las células. Se conoce como bomba de sodio-potasio y funciona me- diante el intercambio de iones de estos dos elementos entre el interior y el exterior celu- lar. Este pequeño movimiento resulta vital, ya que evita un exceso de iones en la célula. Además, este proceso permite la transmisión del impulso nervioso entre células. Sin em- bargo, las personas con problemas renales deben evitar el potasio, porque sus riñones no son capaces de filtrarlo. El cloruro potásico (KCl) es una alternativa a la sal común, adecuada para personas hipertensas, que no deben tomar sodio. Además, el potasio es fundamental para nuestro organismo, porque actúa como una bomba para regular nuestras células. LosElementosEnPildoras.indd 39 19/11/13 17:43
  42. 42. 40 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS Nuestro cuerpo necesita muchos y bien diferentes elementos para mantenerse fuerte y sano. Uno de los más importantes es el calcio, principal componente de los huesos. Además de otras propiedades, parece ser que también puede utilizarse para adelgazar. Al parecer, el cobre, incluso cuando forma parte de una aleación, es el único material sólido, entre los re- gistrados en la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, capaz de eliminar organismos causantes de enfermedades como las provocadas por hongos patógenos y virus como el de la gripe A. Se ha visto que utili- zando cobre se podría reducir hasta un 40 % el riesgo de adquirir infecciones; el mismo nivel que se alcanza cuando se realiza una limpieza intensiva de la habitación después de que un paciente la abandone. En Europa cerca de cuatro millones de personas ad- quieren anualmente infecciones como consecuencia de su estancia hospitalaria. Las bac- terias presentes en las superficies de contacto de una habitación de las UCI son respon- sables del 35% al 80% de las infecciones de los pacientes. ¿ES EL COBRE UN ANTIBIÓTICO NATURAL? ENSAYOS REALIZADOS EN TRES HOSPITALES DE ESTADOS UNIDOS MUESTRAN QUE LOS OBJETOS METÁLICOS MÁS FRECUENTES EN UN HOSPITAL, COMO LAS BARRAS DE LAS CAMAS, LAS BANDEJAS Y UTENSILIOS MÉDICOS, TIENEN UN 97% MENOS DE ORGANISMOS PATÓGENOS SI SON DE COBRE. Cobre contra microbios LA DIETA DELCALCIO EN TU CUERPO LosElementosEnPildoras.indd 40 19/11/13 17:43
  43. 43. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 41 El papel del zinc en el organismo no se conoce con exactitud, pero se sabe que interviene en numero- sos procesos, incluida la síntesis de proteínas, la cicatrización de heri- das, la protección del hígado, la formación de huesos y órganos y la intensidad de la respuesta del sis- tema inmune. Y esta podría ser la causa de su papel protector frente a las diarreas infantiles, que nume- rosas investigaciones han puesto de manifiesto. Por eso se incluye en los medicamentos utilizados pa- ra tratar esta enfermedad. Según un estudio publicado en Journal of Pediatrics, incluso se ha comproba- do que los hijos de las mujeres que tomaron suplementos de zinc du- rante la gestación, sufren menos diarreas, menos severas y durante menos tiempo. Por tanto, una for- ma de prevenir la enfermedad sería promover el consumo de este ele- mento durante el embarazo. Cada año, un millón y medio de niños menores de 5 años mueren en el mundo, sobre todo en países pobres de África y el sur de Asia, a causa de las diarreas infantiles. Lo peor del caso es que no sería difícil reducir estas cifras si las madres tomaran suplementos de zinc durante el embarazo. PROTEGIDOS POR EL ZINC Investigadores de Israel estudiaron durante dos años a dos grupos de personas que que- rían perder peso. Los de un grupo consumie- ron diariamente productos lácteos que les aportaban580miligramosdecalcio,mientras quelosotrostomabanunos150mgdiariosde calcio. Después de los dos años, los primeros habían perdido, de media, seis kilos más que los segundos. Los datos corroboran algo que ya se había observado desde hace tiempo, y los científicos creen que la razón podría estar relacionada con los niveles de vitamina D en sangre, que son más bajos en las personas de mayorpeso.Ademáslosinvestigadoresdefien- den también que la ingesta de calcio diaria contribuyeaunamayoreliminacióndegrasas. La clave estaría buscar leches desnatadas, pe- ro que estén enriquecidas con calcio. LosElementosEnPildoras.indd 41 19/11/13 17:43
  44. 44. 42 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS Lo que permite obtener tanta energía y tan concentrada no es, como mu- chos piensan, porque el uranio sea ra- diactivo, sino porque es fisible, es de- cir, que un neutrón puede romper un núcleo de uranio en dos fragmentos. En esa rotura se obtiene mucha ener- gía, pero además, se generan otros neutrones que a su vez rompen otros núcleos de uranio. Se produce así una reacción en cadena, que es la clave del proceso. El problema es que solo el isótopo U-235 es fi- sible, mientras que el U-238, que supone el 99,28% del uranio natural, no lo es. Con tan solo un 0,71% de U-235 en el mineral tal como se extrae, las reacciones de fisión en cadena son más com- plicadas. Por eso, se so- mete a ciertos procesos para que el combustible nuclear tenga un porcenta- je de entre el 3 y el 5% de U- 235. Ese proceso se denomina enriquecimiento del uranio. EL COMBUSTIBLE NUCLEAR POR EXCELENCIA ES EL URANIO, CAPAZ DE GENERAR UNA ENORME CANTIDAD DE ENERGÍA Y UTILIZADO POR ESO EN CASI TODAS LAS CENTRALES NUCLEARES DEL MUNDO. ES POR TANTO UN MINERAL MUY VALIOSO, PERO A VECES SE DICE QUE HAY QUE ENRIQUECERLO. ¿ES QUE ES POBRE? La pobreza del uranio UNBOYSCOUT RADIACTIVOEl plutonio sólo se encuentra en la naturaleza en cantidades pequeñísimas, pero también se genera en los reactores nucleares de las centrales. Su altísima radiactividad y fisibilidad lo convierten en candidato ideal para construir bombas atómicas, como intentó David Hahn. COMBUSTIBLE NUCLEAR LosElementosEnPildoras.indd 42 19/11/13 17:43
  45. 45. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 43 En 1944, los servicios de inteligencia de los Aliados se enteraron de que una empresa militar alemana, Auergesellschaft, había con- fiscado una enorme cantidad de torio de Pa- rís. Los científicos estadounidenses tembla- ron, porque si los nazis sabían utilizar el torio como combustible de la bomba atómica, es que estaban muy avanzados en su construc- ción. Pero se equivocaban. La empresa quí- mica, sabiendo que el fin de la guerra era inminente, comenzó a pensar nuevas salidas para su negocio, y decidió dedicarse a la cos- mética. El terrible plan que mantuvo a los Aliados en vilo no era más que la intención de fabricar una pasta de dientes con torio, como antes se había hecho una con uranio, cuando aún se creía que la radiación podía ser saludable. La idea era ofrecer una sonrisa realmente radiante. Durante la II Guerra Mundial, la carrera por construir la bomba atómica fue feroz. Mientras el Proyecto Manhattan, en EE UU, confiscaba todas las reservas de uranio que podía; los nazis se dedicaban a robar en Francia otro elemento radiactivo más abundante, el torio. Sonrisa torio, sonrisa radiante En los años 90, este boy scout estadouniden- se de 17 años estaba obsesionado con colec- cionar todos los elementos de la tabla perió- dica, incluidos los radiactivos. Poco a poco, fue consiguiendo algunos como el americio (presente en detectores de humo), torio (de antiguas lámparas de camping) y radio (ob- tenido de relojes) y entonces se le ocurrió crear su propio reactor nuclear. Se hizo pasar por científico y escribió a expertos para ob- tener la información que le permitiera trans- formar torio o uranio en isótopos fisiona- bles. Su objetivo era producir plutonio a par- tir del uranio 238, para alcanzar la masa críti- ca necesaria en un pequeño volumen para que funcionara su reactor, pero la policía se adelantó y le detuvo, confiscando cantida- des peligrosas de elementos radiactivos. LosElementosEnPildoras.indd 43 19/11/13 17:43
  46. 46. 44 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS LAPAPILLA DE BARIO Una fiera descomunal a la que le brillan los ojos y la boca en la os- curidad y que persigue a la familia Baskerville como una leyenda ne- gra. Este es el complicado caso al que se enfrenta el célebre detecti- ve Sherlock Holmes en una de sus aventuras más célebres, ‘El sabue- so de los Baskerville’, en la que trata de resolver el misterio de la muerte de sir Charles Baskerville. Aunque todo parece apuntar a que la leyenda es cierta, ya que muchos han visto al monstruo, Holmes, escéptico ante los cuen- tos de los atemorizados aldeanos, consigue dar con el asesino y des- cubre que la fiera no es más que un pobre perro al que le han puesto fósforo en ojos y dientes para resultar terrorífico. Además de darnos fuego con un simple chispazo, el fósforo es uno de los elementos químicos esenciales para los seres vivos. Por si fuera poco, brilla en la oscuridad. Por eso se llama fosforescente a cualquier material que lo haga. querido ¡Elemental, Watson: fósforo! AL POBRE BARIO LE PUSIERON ESTE NOMBRE GRIEGO, QUE SIGNIFICA PESADO, PESE A SER UN ELEMENTO DE BAJA DENSIDAD. Y ES QUE CUANDO SE COMBINA CON OTROS ELEMENTOS DA LUGAR A COMPUESTOS MUY PESADOS, COMO EL SULFATO DE BARIO, UTILIZADO POR LOS MÉDICOS PARA VER NUESTRAS TRIPAS. ELEMENTOS LUMINOSOS LosElementosEnPildoras.indd 44 19/11/13 17:43
  47. 47. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 45 Corría el año 1938 y Roy J. Plunkett, un in- vestigador de la empresa DuPont, trabajaba en su laboratorio intentando producir tetra- fluoretileno (TFE) para usarlo como refrige- rante. Pero la casualidad hizo que en lugar de TFE, obtuviera un compuesto blanco desco- nocido pero que mostraba propiedades sor- prendentes: era tremendamente estable y resistente a disolventes ácidos y básicos. Lue- go comprobó que, además era sumamente resbaladizo, con un coeficiente de fricción semejante al del hielo. Pronto se empezó a utilizar en numerosos productos, como pró- tesis, componentes electrónicos, protector demateriales…hastaquealguientuvolaidea de aplicarlo en sartenes y cacerolas, para evi- tar que los alimentos se peguen. Hoy es más conocido como teflón, y entre otros usos cu- riosos destaca como aditivo de pinturas de exterior para evitar que se pegue la suciedad o que les pinten encima grafitis. Otro elemento que brilla en la oscuridad, tras absorber radiación, es el flúor, más conocido por su capacidad para prevenir las caries dentales, por lo que forma parte de muchas pastas de dientes. Además, un compuesto suyo es la sustancia más resbaladiza que se conoce. Flúor, el resbaladizo El descubrimiento de los rayos X permitió el desarrollo de la ra- diografía, un sistema para observar las estructuras más densas del inte- rior del organismo, ya que esta radiación atraviesa los tejidos blandos pero no atraviesan los más duros, como los huesos. Para poder utilizar esta técnica con los tejidos blandos, como los del sis- tema digestivo, se desarrolló la papilla de bario, o sulfato de bario (BaSO4 ) que se ingiere y se extiende por los intesti- nos formando una capa que cubre las paredes y es capaz de absorber los ra- yos X. Es una de las mejores maneras de ver nuestras tripas, permitiendo diag- nosticar todo tipo de patologías del sis- tema digestivo, incluido el cáncer de co- lon. Además, el sulfato de bario ex- puesto al sol brilla después en la oscuri- dad durante varias horas. LosElementosEnPildoras.indd 45 19/11/13 17:43
  48. 48. 46 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS MORDISCOS DE TITANIOLos titanes eran los doce dioses ancestrales de la mitología griega, famosos por su fuerza descomunal. Por eso, su nombre es símbolo de fortaleza, y cuando William Gregor descubrióv un metal de extrema resistencia lo llamó titanio. Hoy nos ayuda a masticar. Las propiedades que adornan al titanio no son solo de resistencia, ya que no se oxida fácilmente, es relativamente ligero, inerte e insoluble. No reacciona con las moléculas orgánicas, no genera rechazo inmune y es bioactivo, ya que permite que el hueso se adhiera a él y crezca al- rededor. Por eso es ideal para usar en prótesis dentro del organismo, especial- mente las óseas. Desde hace años se uti- liza habitualmente en implantes denta- rios para sustituir dientes o muelas per- didos. Para ello se introduce una pieza en el hueso, que sirve de pilar sobre el que se enrosca la pieza exterior. El tita- nio tiene una excelente fuerza de ten- sión, lo que le permite realizar la exigen- te función masticadora sin resentirse. LOS MÁS PODEROSOS LosElementosEnPildoras.indd 46 19/11/13 17:43
  49. 49. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 47 El papel, la pólvora, la pasta italiana… la civiliza- ción china se adelantó al resto del mundo en mul- titud de descubrimientos e inventos. Incluso po- drían haber inventado el cromado, que es el baño de cromo con el que se recubren algunas piezas de metal para darles mayor dureza y un brillo permanente. Una excavación arqueológi- ca realizada en China desenterró armas de la época inicial de la dinastía Qin, hacia el año 210 antes de nuestra era, que estaban recubiertas de este metal. La dinastía Qin (pronunciado Chin, de donde deriva el nombre del país) la inició el emperador Qin Shi Huang. Al parecer, en aquella época disponían ya de la tecnología metalúrgica necesa- ria para realizar esta compleja operación. El cromo es un metal brillante, duro y resistente a la corrosión. Por eso se utiliza en todo tipo de utensilios, incluidos algunos que utilizamos a diario, como cubiertos y herramientas. Se descubrió a finales del siglo XVIII, pero quizás, una vez más, se adelantaron los chinos. SALVADO POR EL COBALTO HANS VAN MEEGEREN FUE UN FALSIFICADOR DE CUADROS DE ARTISTAS CLÁSICOS TAN EXCELENTE, QUE LE COSTÓ TRABAJO DEMOSTRAR QUE SUS OBRAS ERAN COPIAS Y NO ORIGINALES. AL FINAL, EL PINTOR NEERLANDÉS CONSIGUIÓ PROBARLO GRACIAS AL COBALTO, Y ESO LE SALVÓ LA VIDA. La cosa puede parecer absurda, pero hay que ponerse en situación. Acababa de terminar la II Guerra Mundial y en Europa se llevaba a cabo una caza de colaboradores de los alemanes ocupantes. Van Meegeren había vendido al mismísimo Hermann Göring, lugarteniente de Hitler, el cuadro “Mujeres sorprendidas en adulterio” de Johannes Vermeer, lo que le convertía en cómplice de los nazis. El adujo que era una falsificación, pero un grupo de exper- tos analizó la obra y la consideró auténtica. Entonces re- currió a pintar en directo una copia y los jueces hubieron de admitir que quizás se trataba de una falsificación. La prueba definitiva llegó de la mano de la ciencia, porque se comprobó que había utilizado un azul obtenido a partir de óxidos de cobalto (Cox Oy ), que no fue- ron descubiertos hasta el siglo XIX y que Ver- meer no pudo haber utilizado. El secreto de lasARMAS CHINAS LosElementosEnPildoras.indd 47 19/11/13 17:43
  50. 50. 48 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS Normalmente vemos los colores según la longitud de onda que llega a nues- tros ojos. Si son ondas de longitud corta, veremos tonos azules. Si son de longitud larga, serán de color rojo. Los metales, además, reflejan una gran cantidad de luz, lo que les da su brillo característico. Sin em- bargo, cuando las partículas son de tamaño nanométrico (millonésima de milímetro), la luz les inunda, absorben ciertas longitudes de onda y reflejan otra, que es la que vemos. Las nano- partículas de oro de tamaño medio (unos 90 nanóme- tros), son de color azulado, ya que absorben luz de más longitud de onda, mientras que las más diminutas son ro- jizas, porque sucede a la inversa. Y serán más rojas, además, cuanto más ínfimo sea su tamaño. Rodio, el rey de la joyería Tener un anillo o unos pendientes de rodio es un lujo al alcance de muy pocos. Este recién llegado al mundo de la joyería se ha convertido en el material más caro y cotizado, tanto por su brillo blanco plateado, su durabilidad y su resistencia a la oxidación y a la corrosión como por su escasez. El oro, símbolo universal de la riqueza, es de color amarillo dorado, aunque en aleación con otros metales puede ser blanco, rojo, azul, violeta e incluso negro. Y en estado puro, sin mezclarlo con nada, también puede ser rojo o azul. Eso sí, en el mundo de los átomos y las moléculas. Oro verde, azul y rojo ELEMENTOS DE LUJO LosElementosEnPildoras.indd 48 19/11/13 17:44
  51. 51. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 49 Descubierto en 1803, cuando William Wo- llaston disolvió una muestra de platino y le quedó un residuo insospechado, el rodio es tan extremadamente raro en la naturale- za, que es poco habitual que una joya sea de rodio puro, sino que se utiliza para ba- ñar piezas de plata o de oro blanco, ya que no ennegrece ni amarillea. Basta ese recu- brimiento para que las joyas tengan una superficie de gran dureza y resistencia al desgaste y de un brillo duradero e intenso. Sin embargo, en torno al 80% del rodio que se consume en el mundo, se emplea en la industria automovilística, como un componente de los catalizadores, ya que, como ocurre con todos los metales del grupo del platino, es un poderoso acelera- dor de las reacciones químicas. V La plata contribuye a frenar el cre- cimiento de bacterias y algas, y por eso se utiliza a veces como parte de los sistemas de purifica- ción de agua en hospitales, pe- queñas comunidades e incluso en la Estación Espacial Internacional. Ahora, un grupo de químicos de la Universidad McGill, en Estados Unidos ha ideado un sistema por el que la plata puede resolver la escasez súbita de agua potable que se produce en situaciones ca- tastróficas como terremotos, inun- daciones o tsunamis. Consiste en utilizar como filtro láminas de pa- pel poroso de un espesor de me- dio milímetro con nanopartículas de plata. Este sistema es capaz de acabar con casi todas las bacterias y producir un agua que cumple con todos los estándares interna- cionales de calidad. PLATA ¿CUÁNTAS VECES HAS ARROJADO UNA MONEDA A UNA FUENTE PARA QUE TE TRAIGA SUERTE? ALGO PARECIDO HACÍAN YA LOS ANTIGUOS GRIEGOS Y ROMANOS, QUE ECHABAN PLATA A LOS ESTANQUES PARA MANTENER LA CALIDAD DEL AGUA. SIN SABERLO, APROVECHABAN LAS PROPIEDADES BIOCIDAS DE ESTE METAL TAN COTIDIANO. PARAPURIFICAR ELAGUA LosElementosEnPildoras.indd 49 19/11/13 17:44
  52. 52. 50 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS En los años 50, los habitantes de Minamata, una pequeña bahía de Japón, observaron como los gatos y perros del pueblo enloquecían, lle- gando incluso a lanzarse al mar. Al poco tiem- po ellos mismos comenzaron a mostrar sínto- mas similares: descoordinación, debilidad extre- ma y pérdida sensorial. Pronto se descubrió que se había producido una intoxicación masi- va por metil-mercurio, a través del pescado, ba- se de la dieta del pueblo, que afectó a unas 3,000 personas. La investigación descubrió que el origen estaba en una empresa petroquímica que había estado vertiendo mercurio al mar. En los animales grandes, como el atún, este ele- mento se acumula en las zonas grasas, y al in- gerirlo pasa a nuestro cuerpo. Este mal se co- noce como enfermedad de Minamata. Medir el tiempo ha sido una obsesión para el ser humano desde la más remota antigüedad. Hacía falta una referencia inmutable y por eso se utilizaron los astros como referencia. Hoy, la forma más fiable de medirlo es usando relojes atómicos de cesio. EL TIEMPOES CESIO ¿QUIÉN NO SE HA QUEDADO FASCINADO OBSERVANDO UNA BOLITA DE MERCURIO? ESTE METAL, EL ÚNICO QUE SE ENCUENTRA EN ESTADO LÍQUIDO A TEMPERATURA AMBIENTE, TIENE UNA DENSIDAD TAN ALTA QUE PODRÍAMOS ANDAR SOBRE ÉL SIN HUNDIRNOS. POR DESGRACIA ES TAN TÓXICO COMO SORPRENDENTE. ATÚNENSALSADEMERCURIO LIQUIDOS LosElementosEnPildoras.indd 50 19/11/13 17:44
  53. 53. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 51 A pesar de encontrarse luchando en plena Se- gunda Guerra Mundial, parece que los solda- dos ingleses no renunciaban a su hora del té. Aunque la sombra de la duda planea sobre esta historia, se cuenta que los mandos mili- tares ordenaron suministrar bromuro de po- tasio (KBr) a sus soldados para mantenerles sexualmente inactivos en un entorno exclusi- vamente masculino y de gran estrés y ansie- dad. El efecto anticonvulsivo y sedante de es- ta sal está científicamente probado y su uso se ha aplicado durante décadas en el trata- miento de la epilepsia. Pero su supuesto efec- to anti-libido probablemente se deba senci- llamente a un efecto secundario del principal, el sedante, que a su vez es poco recomenda- ble para la eficacia de los soldados en el cam- po de batalla. Las sales de bromo se utilizaron en el siglo XX como sedante y anticonvulsivo; y también dieron lugar a uno de los rumores más extendidos sobre el ejército: el uso del bromuro de potasio en la bebida de los soldados para disminuir su libido. Té al bromuro La medición del tiempo se basa en dos fenómenos astronómicos: el día, esos 86.400 segundos que tarda la Tierra en dar una vuelta sobre su eje, y el año, el tiempo que tarda en dar una vuelta com- pleta al Sol. Pero ahora sabemos que la velocidad de rotación te- rrestre se va reduciendo lenta- mente por efecto de la atracción gravitatoria de la Luna. Nuestro planeta gira cada vez más despa- cio, aunque el efecto es diminuto: el día actual es un segundo más largo que hace 50.000 años. Por eso, para determinar con la ma- yor precisión la duración de un segundo, se ha optado por re- currir al átomo de cesio, un elemento que se licúa a unos 22ºC. Actual- mente un segun- do se define co- mo “la duración de 9.192.631.770 períodos de la ra- diación correspondiente a la tran- sición entre los niveles hiperfinos del átomo 133 de cesio en estado natural”. El error de estos relojes es de sólo un segundo cada 20 millones de años. LosElementosEnPildoras.indd 51 19/11/13 17:44
  54. 54. 52 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS “Qué ironía. Los médicos me han prescrito nitroglicerina, aunque la llaman Trinitrin para no asustar al público”, decía en su lecho de muerte Alfred Nobel, que trabajó toda su vida con los efectos explosivos de esa sustancia y que estaba aquejado de problemas cardiovasculares. Los médicos sabían que esa sustancia permitía tratar la angina de pecho, pero la razón no se supo hasta casi un siglo después, cuando se descubrió que el óxido nítrico (NO) era un potente vasodilatador, por lo que ensancha las venas y arterias. Además, el fármaco Viagra, que permite tratar la disfunción eréctil, actúa mediante la liberación de óxido nítrico. El nitrógeno también forma parte de las proteínas y los ácidos nucleicos, y es buen un señalizador celular, da- do que puede atravesar la membrana de las células con enorme facilidad. corazón NITRÓGENO, ALGUNOS ELEMENTOS SE ENCUENTRAN EN ESTADO GASEOSO EN CONDICIONES NORMALES. EL MÁS HABITUAL ES EL NITRÓGENO, QUE NOS RODEA CONTINUAMENTE (YA QUE FORMA EL 78% DE LA ATMÓSFERA) Y TAMBIÉN SE PASEA POR EL INTERIOR DE NUESTRO CUERPO. GASEOSOS E INVISIBLES LosElementosEnPildoras.indd 52 19/11/13 17:44
  55. 55. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 53 La gente no suele hacer picnic junto a una central nuclear. Prefiere ir a la montaña a disfrutar de un bonito paisaje y respirar un aire libre de radiactividad. Pero si el lugar elegido es de roca granítica, estará recibiendo la radiación natural que emite el radón. Es un gas silencioso. No se ve, no huele y no hace ruido. Pero existen zonas donde se pro- duce una gran acumulación de radón, como el Sistema Central y el noroeste peninsular, debido a que el granito contiene uranio, en cuya cadena de desintegración se genera el radón. Como este elemento radiactivo es un gas, se escapa por las fisuras de la roca y se disuelve en la atmósfera, pero puede acu- mularseencasashechasdegranitoocons- truidassobreestetipoderoca.Paraevitar los riesgos asociados a esta radiación de origen natural basta con ventilar adecua- damente y con frecuencia todas las habi- taciones, especialmente los sótanos. Un picnic radiactivo Durante un eclipse solar en el año 1868, el astrónomo francés Pierre Jans- sen descubría una línea espectral amarilla desconocida hasta el momento. Este efecto fue observado por otro astrónomo y juntos concluyeron que debía de corresponder a un nuevo elemento al que llamaron helio, en ho- nor al dios griego del sol, Helios, convirtiéndose así en el primer elemento descubierto fuera de la Tierra, aunque después también se encontró en nuestro planeta. Además de ponernos voz de pito, y de rellenar globos que ascienden, tiene muchas utilidades. Por ejemplo, permite a los sub- marinistas descender a las profundidades de los océanos, evitando los da- ños provocados por las altas presiones. Es el elemento de las fiestas y cumpleaños. Presente en el interior de algunos globos, todo el mundo ha jugado alguna vez a tragarlo y observar sus divertidos efectos sobre la voz, que durante unos instantes sale tan aguda que parece la de personaje de dibujos animados. EL GAS DELA VOZ DE PITO LosElementosEnPildoras.indd 53 19/11/13 17:44
  56. 56. 54 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS EL PARAÍSO DELSILICIOUna tierra estéril y árida, al sur de San Francisco, tiene la mayor acumulación de riqueza por m2 de todo el planeta. Le da nombre un elemento químico, el silicio, protagonista principal de la revolución electrónica que domina nuestro mundo. En el Silicon Valley nacieron las principa- les empresas tecnológicas relacionadas con la informática y las telecomunicacio- nes, como Intel, HP, Oracle y Apple. El sili- cio es el elemento con propiedades semi- conductoras más utilizado y abundante del planeta. A bajas temperaturas es ais- lante, por lo que no es capaz de conducir la corriente eléctrica, pero al aumentar su temperatura o añadirle ciertas sustancias se transforma en un material conductor. Por este doble comportamiento y la capa- cidad de la ciencia para dominarlo, el sili- cio es la base de los chips que luego se implantan en los circuitos integrados de todo tipo de aparatos electrónicos. REYES DE LA ELECTRÓNICA LosElementosEnPildoras.indd 54 19/11/13 17:44
  57. 57. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 55 Muchos músicos opinan que no suena igual una guitarra eléctrica cuando los transistores que lleva son de germa- nio que cuando son de otro semiconductor. Estos compo- nentes, cuyo nombre proviene de transfer resistor (resis- tencia de transferencia), actúan como amplificadores de un fenómeno, como el sonido, u osciladores que gene- ran perturbaciones en el medio, por lo que forman parte de aparatos domésticos de uso diario como radios, televi- sores, reproductores de audio y vídeo y ordenadores. En la época del rock naciente, los utilizados en las guitarras eléctricas estaban hechos con germanio, pero posterior- mente pasaron a ser de silicio, un material más abundan- te y barato. Sin embargo, dicen los entendidos que el so- nido que producen los de germanio permite efectos y distorsiones característicos de la música de aquellos años, que el silicio no puede igualar. El galio es un metal blanco azulado que constituye únicamente el 0,0015% de la corteza terrestre y tiene ciertas propiedades inusuales, como un pun- to de fusión muy bajo y poca tendencia a la oxida- ción, lo que le convierte en un material idóneo para pantallas de cristal líquido de televi- sores planos y monitores de ordenador. Por eso, su consumo ha crecido enormemente y, según Armin Reller, químico de la Universidad de Augsburgo (Alemania), las reservas de este metal se habrán liquidado hacia el año 2017. Perderemos así un semiconductor único, que permite acelerar más los electrones y conseguir mayor eficiencia en células solares y frecuencias mucho más altas en componentes electrónicos, frecuencias cada vez más necesarias y que no alcanzan los semiconductores de silicio ni de germanio. EL GALIO COMBINADO CON OTROS ELEMENTOS PROPORCIONA SEMICONDUCTORES DE MUY ELEVADA EFICIENCIA, COMO EL ARSENIURO DE GALIO. PERO ESO PRONTO SERÁ HISTORIA, PORQUE SEGÚN UNA INVESTIGACIÓN EL GALIO PODRÍA AGOTARSE HACIA EL AÑO 2017. ¡ADIÓS, GALIO! GERMANIO Y ROCK AND ROLL El sonido característico de los primeros años del rock and roll, cuando Chuck Berry, Elvis Presley, Buddy Holly y Jerry Lee Lewis reinaban en las emisoras de radio, depende en parte de un componente insospechado: los transistores de germanio. LosElementosEnPildoras.indd 55 19/11/13 17:44
  58. 58. 56 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS CIERTOS ELEMENTOS PERTENECIENTES A LAS TIERRAS RARAS SON MUY ESCASOS O INACCESIBLES. ALGUNOS DE ELLOS, COMO EL EUROPIO Y EL TANTALIO, SON RELATIVAMENTE ABUNDANTES EN LA LUNA, Y POR ESO ALGUNOS SE PLANTEAN YA IR A NUESTRO SATÉLITE A BUSCARLOS. Minas de europio y tantalio en la Luna EL SUPERCONDUCTOR MÁSCALIENTE FERNANDO ALONSO ES UNO DE LOS MEJORES PILOTOS DE FÓRMULA 1, PERO CUANDO LOS CIENTÍFICOS HABLAN DE SUPERCONDUCTORES NO SE REFIEREN A ÉL, SINO A MATERIALES QUE NO OPONEN RESISTENCIA ALGUNA A LA CORRIENTE ELÉCTRICA. Y EL ITRIO ES EL PROTAGONISTA DEL MEJOR DE ELLOS. Las tierras raras hacen posibles tecnologías como las de los au- tomóviles híbridos, las turbinas de los molinos eólicos, los discos duros de los ordenadores y los teléfonos móviles. Pero las reser- vas existentes en nuestro planeta no son inagotables y además es- tán caprichosamente distribui- das; de ahí procede precisamen- te su nombre, de su escasez. China es el principal productor mundial, pero su propia deman- da interna, por el desarrollo ace- lerado de su industria electróni- ca, está empezando a acaparar casi toda su producción. En po- cos años el mundo podría sufrir un desabastecimiento de tierras raras que haría peligrar el desa- rrollo tecnológico. TIERRAS RARAS LosElementosEnPildoras.indd 56 19/11/13 17:44
  59. 59. LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS 57 Cuando ciertos metales se aproximan a un campo magnético se calientan. Es lo que se denomina efecto magnetocaló- rico, y puede aprovecharse para extraer calor de un contenedor, como una ne- vera. Científicos españoles del Consejo Superior de Investigaciones Científicas han descubierto el material que mejores prestacionesofreceparaenfriarpormag- netismo. Se trata del acetato de gadoli- nio tetrahidrato, con el que han conse- guido enfriar hasta temperaturas cerca- nas al cero absoluto (273ºC bajo cero). Como es un material caro, su principal utilidadactualescientífica.Seutiliza,por ejemplo, para estudiar las propiedades de otros materiales a temperaturas ex- tremadamente bajas. Sin embargo, en el futuro quizás ocupe un lugar privile- giado en nuestra cocina. Las neveras del futuro funcionarán de forma silenciosa y sin gran consumo eléctrico, porque enfriarán aprovechando el efecto magnetocalórico que tienen algunos metales. Y el que mejor comportamiento tiene es un compuesto de gadolinio. FRIGORÍFICOS DE GADOLINIO Al circular por las líneas de alta tensión, parte de la electricidad, entre el 12 y el 20%, se pierde por la resistencia que ofrecen los cables al paso de la corriente. El uso de superconduc- tores permitiría transportarla sin pérdi- das, y almacenarla a voluntad, algo que actualmente solo se puede hacer, de forma poco eficiente, recargando baterías. El problema es que los mate- riales superconductores solo funcionan como tales a temperaturas muy bajas. El que mayor temperatura admite es el llamado Yba- cuo, un óxido de itrio, bario y cobre, que fun- ciona por encima de -195,98ºC, la temperatura del nitrógeno líquido. Pese a las dificultades técnicas, el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona ha desarrollado ya un cable hecho de este material, que se refrigera mediante nitróge- no líquido que circula por su exterior. LosElementosEnPildoras.indd 57 19/11/13 17:44
  60. 60. 58 LOS ELEMENTOS EN PÍLDORAS El Laboratorio Nacional de Ignición (NIF) ocu- pa una nave de 200 metros de longitud y 30 de altura, situada en California. En su interior, se generan, se multiplican y se amplifican los haces de luz láser de color violeta que surgen de dos barras de neodimio. Estas barras están rodeadas por lámparas que producen fogo- nazos de rayos X que excitan los átomos de este elemento para producir la emisión esti- mulada de luz, el láser. Tras pasar por diversos sistemas de amplificación y separación, los dos rayos primigenios se convierten en 192 haces que concentran toda su energía, 1,8 megajulios, en una diminuta cápsula rellena de deuterio y tritio. La descarga es tan brutal que el combustible se calienta hasta más de 100 millones de grados, suficiente para que se fusionen los núcleos de estos dos isótopos del hidrógeno y se genere mucha más ener- gía que la empleada en provocar la reacción. Este forma de fusión nuclear se denomina confinamiento inercial. El láser más potente del mundo está hecho de neodimio y la energía que llega a generar es tan intensa que se pretende conseguir con él una reacción de fusión nuclear. Quizás de estos experimentos surja la fuente de electricidad que ilumine el futuro. LAENERGÍADELFUTURO LOS REYES DEL LÁSER LosElementosEnPildoras.indd 58 19/11/13 17:44

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