El iridio es un elemento pesado sintetizado casi exclusivamente por el proceso r (captura rápida de neutrones) durante eventos cataclísmicos como supernovas de tipo II o fusiones de estrellas de neutrones. Como elemento siderófilo (afinidad por el hierro), fue en gran medida arrastrado hacia el núcleo férreo durante la diferenciación planetaria de la Tierra, lo que explica su extrema rareza en la corteza terrestre. Su abundancia en ciertos meteoritos condríticos (primitivos) es mucho mayor, lo que lo convierte en un trazador ideal de materia extraterrestre.
El descubrimiento en 1980 por el equipo de Luis y Walter Alvarez de una capa de arcilla anormalmente rica en iridio en el límite Cretácico-Paleógeno (K-Pg, hace 66 millones de años) en todo el mundo revolucionó la geología. Esta anomalía, hasta 100 veces el contenido cortical normal, no podía explicarse por procesos terrestres. Constituyó la primera prueba sólida de la hipótesis de que la extinción de los dinosaurios (y del 75% de las especies) fue causada por el impacto de un asteroide de unos 10 km de diámetro. El cráter correspondiente fue identificado más tarde en Chicxulub, México.
Desde este descubrimiento, las anomalías de iridio se buscan sistemáticamente en los estratos geológicos como marcadores de impactos meteoríticos mayores. Han permitido identificar otros eventos de extinción o perturbación biótica, como en el límite Triásico-Jurásico. El iridio se ha convertido así en un elemento clave para vincular la historia de la Tierra con los fenómenos astronómicos.
El iridio posee dos isótopos estables naturales, \(^{191}\mathrm{Ir}\) y \(^{193}\mathrm{Ir}\). Las relaciones isotópicas del iridio, combinadas con las de otros elementos siderófilos como el osmio, el platino o el rutenio, permiten distinguir las fuentes de materia extraterrestre (por ejemplo, diferenciar un meteorito condrítico de un meteorito diferenciado) y comprender mejor el proceso de acreción planetaria.
El iridio toma su nombre de la diosa griega del arcoíris, Iris (Ἶρις). Este nombre fue elegido por su descubridor Smithson Tennant en 1803 debido a la gran variedad de colores vivos presentados por sus sales en solución. A diferencia del osmio, descubierto simultáneamente y nombrado por su olor, el iridio fue celebrado por su belleza cromática.
Al igual que el osmio, el iridio fue descubierto en 1803 por el químico inglés Smithson Tennant. Al estudiar el residuo negro insoluble obtenido tras la disolución del platino nativo en agua regia, logró separar dos nuevos elementos. Uno producía un óxido volátil de olor fuerte (osmio), el otro daba sales de colores notables. Llamó a este último iridio. Su dificultad para fundirlo y trabajarlo le valió el apodo de "metal recalcitrante".
La primera producción de iridio metálico relativamente puro se atribuye a Tennant ya en 1804, pero no fue hasta 1842 que el químico francés Henri Sainte-Claire Deville logró obtener cantidades significativas y estudiar sus propiedades. Su punto de fusión muy alto y su extrema dureza hicieron que su procesamiento industrial fuera muy difícil hasta la llegada de los hornos de arco eléctrico y las técnicas de metalurgia de polvos en el siglo XX.
El iridio es uno de los elementos más raros de la corteza terrestre, con una abundancia estimada de solo 0,001 ppb (partes por mil millones), unas 40 veces más raro que el oro. Esta rareza se explica por su carácter siderófilo. Al igual que otros metales del grupo del platino, no existen yacimientos primarios de iridio. Siempre se recupera como subproducto del refinado del níquel y el cobre (depósitos de sulfuros como Norilsk) o, principalmente, del tratamiento de minerales de platino (depósito de Bushveld en Sudáfrica, que suministra la gran mayoría del iridio mundial).
La producción anual mundial es muy baja, del orden de unas pocas toneladas. Los principales productores son Sudáfrica, Rusia, Canadá y Zimbabue. Su precio es extremadamente alto y volátil, a menudo superior al del oro, reflejando su rareza, la complejidad de su extracción y una demanda de nicho en tecnologías avanzadas.
El iridio (símbolo Ir, número atómico 77) es un metal de transición del 6º período, ubicado en el grupo 9 (antes VIII) de la tabla periódica, junto con el cobalto, el rodio y el meitnerio. Pertenece al grupo de los metales del platino (platino, paladio, rodio, rutenio, osmio, iridio). Su átomo tiene 77 protones, generalmente 115 o 116 neutrones (para los isótopos \(^{193}\mathrm{Ir}\) y \(^{191}\mathrm{Ir}\)) y 77 electrones con la configuración electrónica [Xe] 4f¹⁴ 5d⁷ 6s². Esta configuración presenta siete electrones en la subcapa 5d.
El iridio es un metal blanco plateado, brillante, muy denso, extremadamente duro y quebradizo. Comparte con el osmio el título de elemento más denso.
El iridio presenta una estructura cristalina cúbica centrada en las caras (CCC) a temperatura ambiente.
El iridio se funde a 2466 °C (2739 K) y hierve a 4428 °C (4701 K). Mantiene una excelente estabilidad mecánica y química a temperaturas extremas, lo que lo convierte en un material de elección para las aplicaciones más severas.
El iridio es el metal más resistente a la corrosión. Es inatacable por todos los ácidos, incluido el agua regia, a temperatura ambiente. Puede ser lentamente atacado por el agua regia a alta temperatura y presión. También resiste a los álcalis fundidos. Su principal debilidad química es cierta oxidación en superficie por encima de 600°C para formar IrO₂, que sin embargo es estable y protector. Esta inercia legendaria lo convierte en el candidato ideal para estándares y aplicaciones donde la pureza debe preservarse indefinidamente.
Densidad: 22,56 g/cm³ - entre las más altas (con el osmio).
Punto de fusión: 2739 K (2466 °C) - extremadamente alto.
Punto de ebullición: 4701 K (4428 °C).
Estructura cristalina: Cúbica centrada en las caras (CCC).
Módulo de elasticidad: ~528 GPa - extremadamente rígido.
Dureza: 6,5 en la escala de Mohs.
Resistencia a la corrosión: La más alta de todos los metales.
| Isótopo / Notación | Protones (Z) | Neutrones (N) | Masa atómica (u) | Abundancia natural | Vida media / Estabilidad | Desintegración / Observaciones |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Iridio-191 — \(^{191}\mathrm{Ir}\) | 77 | 114 | 190,960594 u | ≈ 37,3 % | Estable | Isótopo estable. Utilizado para la producción del isótopo médico \(^{192}\mathrm{Ir}\) por activación neutrónica. |
| Iridio-193 — \(^{193}\mathrm{Ir}\) | 77 | 116 | 192,962926 u | ≈ 62,7 % | Estable | Isótopo estable mayoritario. Isótopo de referencia para las mediciones. |
| Iridio-192 — \(^{192}\mathrm{Ir}\) (artificial) | 77 | 115 | 191,962605 u | Traza (radiogénico) | 73,827 días | Radiactivo β⁻ y CE. Isótopo importante para la radioterapia (braquiterapia) y la gammagrafía industrial (control no destructivo). Producido por irradiación neutrónica de \(^{191}\mathrm{Ir}\). |
N.B.:
Capas electrónicas: Cómo están organizados los electrones alrededor del núcleo.
El iridio tiene 77 electrones repartidos en seis capas electrónicas. Su configuración electrónica [Xe] 4f¹⁴ 5d⁷ 6s² presenta una subcapa 4f completamente llena (14 electrones) y siete electrones en la subcapa 5d. Esto también puede escribirse como: K(2) L(8) M(18) N(32) O(15) P(2), o de manera completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d⁷ 6s².
Capa K (n=1): 2 electrones (1s²).
Capa L (n=2): 8 electrones (2s² 2p⁶).
Capa M (n=3): 18 electrones (3s² 3p⁶ 3d¹⁰).
Capa N (n=4): 32 electrones (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴).
Capa O (n=5): 15 electrones (5s² 5p⁶ 5d⁷).
Capa P (n=6): 2 electrones (6s²).
El iridio tiene 9 electrones de valencia: dos electrones 6s² y siete electrones 5d⁷. El iridio presenta una amplia gama de estados de oxidación, desde -3 hasta +9, siendo los estados +3 y +4 los más comunes y estables.
El estado +3 es muy estable y se encuentra en muchos complejos (ej: \(\mathrm{IrCl_6^{3-}}\)). El estado +4 también es común (ej: \(\mathrm{IrO_2}\), \(\mathrm{IrF_6^{2-}}\)). De manera notable, el iridio puede alcanzar estados de oxidación muy elevados, hasta +9 en el catión \(\mathrm{IrO_4^+}\) en fase gaseosa, lo que es el récord absoluto para cualquier elemento. Esta riqueza en estados de oxidación, junto con una gran inercia del metal base, lo convierte en un elemento fascinante para la química de coordinación y la catálisis (especialmente los catalizadores de hidrosililación y ciertos catalizadores organometálicos).
A temperatura ambiente, el iridio es perfectamente estable al aire. Solo comienza a oxidarse de manera significativa por encima de 600 °C, formando una capa de dióxido de iridio (IrO₂) que es estable y adherente, ofreciendo cierta protección. Por encima de 1100 °C, esta capa de óxido se volatiliza. A diferencia del osmio, no forma un óxido volátil tóxico como OsO₄.
El iridio es famoso por su inmunidad a los ácidos:
Esta resistencia lo hace ideal para crisoles de laboratorio destinados a la manipulación de sustancias ultra corrosivas.
N.B.:
El agua regia, o aqua regia, es una mezcla corrosiva de ácido nítrico concentrado (HNO₃) y ácido clorhídrico concentrado (HCl) en una proporción típica de 1:3. Su capacidad para disolver el oro y el platino, resistentes a los ácidos por separado, se explica por la formación in situ de cloro (Cl₂) y cloruro de nitrosilo (NOCl), que oxidan estos metales en iones complejos solubles (como [AuCl₄]⁻). Utilizada desde la alquimia para la purificación de metales preciosos, sigue desempeñando un papel crucial en metalurgia, microelectrónica y química analítica.
El iridio reacciona directamente con los halógenos a alta temperatura. Con el flúor, forma IrF₆ (hexafluoruro, sólido amarillo) e IrF₄. Con el cloro, forma IrCl₃ (tricloruro, sólido marrón-rojo) e IrCl₄. También reacciona con el oxígeno y el cloro simultáneamente para formar oxicloruros. Forma compuestos con azufre, selenio, teluro, fósforo, arsénico, silicio y boro a alta temperatura.
El compuesto de oxidación más importante es el dióxido IrO₂.
La aleación platino-iridio (90/10) fue elegida a finales del siglo XIX para fabricar los prototipos internacionales del metro y del kilogramo debido a propiedades únicas:
Aunque el metro y el kilogramo están ahora definidos por constantes fundamentales, los antiguos patrones de platino-iridio siguen siendo piezas históricas y simbólicas de la ciencia metrológica.
El iridio puro es el material de elección para los crisoles utilizados en el método Czochralski para hacer crecer monocristales de óxidos con puntos de fusión muy altos, como:
Su pureza, su punto de fusión muy elevado y su inercia química evitan la contaminación del cristal en crecimiento.
Los ánodos recubiertos con una mezcla de óxidos conductores (como IrO₂ + Ta₂O₅) sobre un sustrato de titanio se denominan "dimensionalmente estables". Son electroquímicamente inatacables y han revolucionado la industria cloro-álcali, reemplazando los ánodos de grafito contaminantes. También se utilizan para la electrólisis del agua, el tratamiento de aguas y la galvanoplastia.
El isótopo radiactivo artificial \(^{192}\mathrm{Ir}\) es una fuente gamma de energía media (energía media ~380 keV) con una vida media práctica de 74 días. Se utiliza ampliamente en braquiterapia, una forma de radioterapia en la que la fuente radiactiva se coloca dentro o en las inmediaciones del tumor.
La misma fuente \(^{192}\mathrm{Ir}\) se utiliza para el control no destructivo por radiografía industrial. Permite verificar la integridad de las soldaduras en tuberías, tanques a presión, estructuras aeronáuticas y piezas de fundición. Su penetración es adecuada para una amplia gama de espesores de acero.
Las aleaciones a base de níquel (superaleaciones) o platino reforzadas con iridio se utilizan en los componentes más solicitados térmica y químicamente:
La adición de iridio al platino, paladio o tungsteno mejora considerablemente la dureza, la resistencia al arco eléctrico y al desgaste de los contactos eléctricos utilizados en interruptores de alta potencia, relés de aviación y dispositivos de seguridad.
El iridio metálico se considera biológicamente inerte y poco tóxico debido a su extrema insolubilidad y falta de reactividad. Prácticamente no hay riesgo asociado al metal masivo.
Sin embargo:
El iridio natural está presente en cantidades traza infinitesimales en el medio ambiente y no constituye un contaminante. La extracción de los metales del grupo del platino, del cual forma parte, puede tener impactos ambientales locales (perturbación del suelo, gestión de residuos mineros). Las actividades industriales que utilizan iridio generan pocos residuos dispersivos debido a su valor y naturaleza de elemento crítico.
El reciclaje del iridio es económicamente imperativo debido a su precio exorbitante y rareza. Se recupera cuidadosamente de:
Los procesos de reciclaje generalmente implican una recolección selectiva, disolución en condiciones agresivas (agua regia caliente bajo presión) y purificación por precipitaciones selectivas o intercambio iónico.
El iridio es un material crítico para la Unión Europea y los Estados Unidos. Sus aplicaciones en tecnologías verdes (electrolizadores para hidrógeno verde), alta tecnología y salud lo convierten en un elemento estratégico. Los desafíos futuros incluyen:
El iridio, por su vínculo con los mayores cataclismos cósmicos y su papel en las tecnologías más avanzadas, sigue siendo un elemento que es a la vez testigo del pasado y clave para nuestro futuro tecnológico.
El átomo en todas sus formas: de la intuición antigua a la mecánica cuántica 
