Lo extraordinario de lo ordinario (parte III): mercurio

 

 

 

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Igual que sucedía, siendo niños,
con las mágicas gotas de mercurio,
que se multiplicaban imposibles
en una perturbadora geometría,
al romperse el termómetro, y daban a la fiebre
una pátina más de irrealidad,
el clima incomprensible de los relojes blandos.

Algo de ese fenómeno concierne a nuestra alma.
En un sentido estricto, cada cual
es obra de un sinfín de multiplicaciones,
de errores de la especie, de conquistas
contra la oscuridad. Un individuo
es en su anonimato una obra de arte,
un atávico mapa del tesoro
tatuado en la piel de las genealogías
y que lleva hasta él mismo a sangre y fuego.

 

      No hay nada que no hayamos recibido
ni nada que no demos en herencia.
      Existe una razón para sentir orgullo
en mitad de esta fiebre que no acaba.

Somos custodios de un metal pesado,
lujosas gotas de mercurio amante.

      Carlos Marzal, Metales pesados (2001)

Tiendo a comparar la Ciencia con el Arte. Ambas disciplinas nacen de las mismas pasiones, se pierden entre las mismas preguntas y balbucean las mismas respuestas. En esta vida sólo hay tres cuestiones mayúsculas: la muerte, el amor y Dios. Cuestiones que se heredan desde que el hombre es hombre, para las cuales contamos con respuestas tan pretenciosas como epidérmicas pero, tanto para la Ciencia como para el Arte, el ansia de respuesta es sólo la chispa primigenia, y su anhelo permanente es el alimento de nuestra estancia: la voluntad de sentido.

No habrá respuestas concluyentes, pues son cuestiones mayúsculas, perpetuas, propias de nuestra naturaleza, y por ello nos fascinamos con todos sus recovecos y sus derivas, festejamos cada descubrimiento, cada señal de caos y de orden, cada singularidad. Tratamos de traducir a nuestro lenguaje desde lo más íntimo de nuestras emociones a lo más supremo del universo. Y somos los mismos hombres de siempre, y serán los mismos hombres que fuimos porque, incondicionalmente, siempre habrá Ciencia y siempre habrá Arte.

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A título individual me atraen más los matices que las bellezas categóricas. Me emocionan las pequeñas bondades de lo cotidiano: un sutil cambio en la luz, una impureza en un sistema cristalográfico, un sólido amorfo que parece presentar maclas, las aparentes marcas de agua sobre aluminio a la intemperie, las callosidades de la madera, la vegetación silvestre que trepa, rompe y crece a través del hormigón… Y entre todas estas pequeñas bondades hay un elemento, tan ordinario como cualquier otro, que se nos presenta con la extravagancia de un metal líquido: el mercurio. Para los que pertenecen a mi generación o a generaciones anteriores han jugado con las bolitas de mercurio de los antiguos termómetros, otorgando un estado de originalidad e irreverencia al entorno más allá del propio de la fiebre. Me preguntaba por qué este metal era líquido a temperatura ambiente, como si fuese más inusual que cualquier otro elemento líquido. Y es que este elemento parece metal, tal y como entendemos la apariencia de un metal ordinario, como el hierro o la plata, y eso es sorprendente: es de color gris metálico, brillante e impecablemente pulido, tan denso que forma esferas aplastadas por la gravedad, que se unen y se separan instantáneamente formando nuevas esferas. Parece mágico, más mágico que cualquier otro líquido.

 

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Existen modelos y teorías dentro de la Química que describen el comportamiento y la apariencia de este metal. Y a pesar de ello, por mucho que teoricemos, describamos, e incluso cometamos la imprudencia de justificar, he de adelantar que este metal no deja de ser excepcional. De la misma manera que por mucho que creamos entender por qué el aluminio al oxidarse se pasiva y forma esas sinuosas marcas de agua, o por qué cambia el color del paisaje con la curvatura del terreno y el grado de incidencia del Sol, no dejaremos de contemplarlo con entusiasmo primerizo. Ahí está la magia, lo extraordinario de lo ordinario.

El mercurio entra dentro de la categoría de metal pesado, de ahí el título del poema de Carlos Marzal que encabeza esta disertación. Desde la comunidad científica (IUPAC) no existe un consenso sobre esta denominación, pero comúnmente se emplea para referirnos a los metales de elevado numero atómico que se bioacumulan (se introducen en los organismos vivos de forma casi permanente) y pueden llegar a producir efectos tóxicos. El mercurio, y especialmente el metilmercurio (compuesto orgánico de mercurio altamente biodisponible) se introduce en la cadena trófica, de manera que viaja de presa a depredador, acumulándose en el organismo, lo heredamos de todo lo que nos alimenta y se queda de forma permanente. Es por ello por lo que Carlos Marzal lo emplea como metáfora: somos custodios de un metal pesado. Y es que, tal y como decía al principio, las cuestiones mayúsculas son siempre las mismas, generación tras generación: no hay nada que no hayamos recibido ni nada que no demos en herencia.

Esas mágicas gotas de mercurio que se multiplican imposibles en una perturbadora geometría que Marzal compara con nosotros mismos, como obra de un sinfín de multiplicaciones, pueden describirse químicamente por medio del enlace metálico, pero con unas cuantas excepciones, culpables de su extraño aspecto y comportamiento. La primera de ellas es que el mercurio está considerado metal noble (o seminoble), lo cual significa que es un elemento de baja reactividad; es decir, que salvo en condiciones adversas no se corroe u oxida, y puede emplearse para catalizar reacciones químicas sin alterarse.

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Metales nobles: cobre, rutenio, rodio, paladio, plata, renio, osmio, iridio, platino, oro y mercurio.

 

Tanto la limitada reactividad del mercurio como la debilidad de su enlace metálico (por lo cual es líquido a temperatura ambiente) no puede describirse mediante el modelo atómico clásico (el de Schrödinger), sino que hay que tener en cuenta ciertas consideraciones relativistas para calcular las funciones de onda de los orbitales de valencia de los elementos más pesados del séptimo y sexto período, donde se encuentra el mercurio.

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Para simplificar la comprensión de las implicaciones relativistas, puede hacerse la consideración de que cualquier fenómeno que suceda a velocidades cercanas a la luz sufre alteraciones físicas que se describen mediante la teoría de la relatividad. En el caso del mercurio, sabemos que es un elemento pesado (Z=80), de elevada carga nuclear efectiva, por lo que sus electrones van a estar muy atraídos por el núcleo, con lo que la velocidad de los electrones alrededor de éste serán cercanas a la luz.

Configuración electrónica del mercurio Hg: [Xe]  4f145d106s2

Estas consideraciones relativistas y cuánticas entran dentro de otro modelo atómico: el modelo de Dirac, que en el caso del mercurio prevé la contracción relativista del orbital 6s y en consecuencia la expansión relativista del orbital 5d. Esto es debido a que los orbitales d y f tienen pocos lóbulos cerca del núcleo y están muy apantallados por los orbitales contraídos s y p interiores. Para los elementos del periodo del mercurio cobran protagonismo en el enlace los electrones del orbital d, pero en el caso del mercurio este orbital está lleno (10 electrones), por lo que el enlace está supeditado al par electrónico del orbital 6s, que sufre la contracción relativista y por tanto sus electrones están muy atraídos por el núcleo. Esta configuración electrónica se denomina configuración de capa cerrada o noble, ya que este elemento no es capaz de facilitar electrones a los enlaces ni de generar redes metálicas tridimensionales, por lo que a temperatura ambiente es líquido.

La Ciencia, de nuevo, es capaz de describir, de teorizar, de prever, de modelizar, tanto lo común como lo excepcional. Pero el modelo de Dirac no es una respuesta concluyente, es una paso más en la deriva, un festejo de un matiz, de una hermosa singularidad del universo.

Somos custodios de un metal pesado,
lujosas gotas de mercurio amante.

Este post participa en la XXVIII edición del Carnaval de Química que organiza Ramón Andrade en su blog Flagellum.

 

Fuentes

F. A. COTTON, G. Wilkinson, C. A. Murillo; M. Bochman: “Química inorgánica avanzada”. Ed Limusa, 1999.
GREENWOOD, N.N. & EARNSHAW, A..“Chemistry of the Elements”, Ed. Butterworth-Heinemann, 1997.
HOUSECRAFT, C.E. & SHARPE, A.G. “Química Inorgánica”, Ed. Pearson Prentice Hall, 2006
A. G. SHARPE. “Química inorgánica” Ed. Reverte, 1996.
C. MARZAL. “Metales pesados” Ed. Tusquets, 2001.
Imágenes: Ministerio de agricultura y medioambiente; y Sanidad y salud.
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