El mercurio es un elemento volátil cuya síntesis implica principalmente el proceso s (captura lenta de neutrones) en estrellas de la rama asintótica de las gigantes (AGB). Pertenece a los elementos llamados "moderadamente volátiles", lo que significa que se condensa a temperaturas relativamente bajas durante la formación de los planetas. Esta volatilidad explica en parte su distribución en el sistema solar: está significativamente empobrecido en los planetas telúricos (como la Tierra) en comparación con las abundancias solares, ya que gran parte permaneció en forma gaseosa durante la acreción y fue soplado por el joven Sol.
La abundancia cósmica del mercurio es de aproximadamente 1,5×10⁻¹¹ veces la del hidrógeno en número de átomos, lo que lo hace comparable al selenio y al bromo. En la Tierra, es relativamente raro en la corteza (aproximadamente 0,08 ppm). Su presencia en otros cuerpos es intrigante: el planeta Mercurio (que solo comparte su nombre por coincidencia) posee una exosfera que contiene trazas de mercurio atómico, probablemente liberado por el impacto de micrometeoritos en su superficie. Los cometas y algunos asteroides ricos en hielo también podrían contener mercurio en forma de compuestos organomercuriales o sulfuros.
En la Tierra, el mercurio sigue un ciclo complejo que involucra la atmósfera, los océanos, la corteza terrestre y la biosfera. Su forma elemental (Hg⁰) es volátil y puede recorrer grandes distancias en la atmósfera antes de ser oxidado y depositado. Este transporte atmosférico global explica por qué la contaminación por mercurio es un problema mundial, que afecta incluso a las regiones más remotas como el Ártico. El estudio de los núcleos de hielo permite rastrear la historia de las emisiones de mercurio vinculadas a las actividades humanas (minería, combustión de carbón) a lo largo de milenios.
Se han identificado anomalías de mercurio en los sedimentos marinos en el límite de varios episodios de extinción masiva (Pérmico-Triásico, Triásico-Jurásico, Cretácico-Paleógeno). Estos picos podrían estar relacionados con una actividad volcánica masiva (traps) que habría liberado enormes cantidades de mercurio volátil a la atmósfera, contribuyendo al envenenamiento de los ecosistemas. Así, el mercurio también sirve como trazador geológico de los grandes trastornos ambientales del pasado.
El símbolo químico Hg proviene del latín "hydrargyrum", a su vez derivado del griego antiguo ὕδωρ ἄργυρος (hýdōr árgyros), que significa "plata líquida". Este nombre describe perfectamente su apariencia: un metal brillante como la plata, pero líquido. El nombre francés "mercure" proviene del dios romano Mercurio (Hermes para los griegos), mensajero rápido de los dioses, quizás en referencia a la movilidad y volatilidad del metal líquido.
El mercurio nativo (en forma de cinabrio, HgS) era conocido desde la antigüedad. Los chinos y los egipcios lo utilizaban como pigmento bermellón y en medicina (con consecuencias a menudo desastrosas). Los alquimistas otorgaban una importancia primordial al mercurio, que consideraban, junto con el azufre y la sal, como uno de los tres principios fundamentales de la materia. Creían que era la clave para transmutar los metales en oro. Su capacidad para disolver el oro (formación de amalgama) y evaporarse para luego recondensarse intacto fascinaba a las mentes y alimentaba teorías místicas.
En el siglo XVIII, el mercurio jugó un papel crucial en el desarrollo de la termometría (termómetro de Fahrenheit, de Celsius) y la barometría (experimento de Torricelli, 1643, que demostró la existencia de la presión atmosférica utilizando una columna de mercurio). El descubrimiento de sus compuestos tóxicos, como el calomel (Hg₂Cl₂) y el sublimado corrosivo (HgCl₂), también marcó los inicios de la química farmacéutica e industrial.
La principal fuente de mercurio es el cinabrio (sulfuro de mercurio(II), HgS), un mineral rojo escarlata. Los yacimientos importantes se explotaron en Almadén (España, la mina histórica más grande), Idrija (Eslovenia) y Monte Amiata (Italia). Hoy en día, la producción minera primaria ha disminuido considerablemente debido a la toxicidad y las restricciones ambientales. China y Kirguistán son de los últimos productores significativos.
La mayor parte del mercurio que circula hoy proviene del reciclaje o es un subproducto de otras actividades:
Debido a su toxicidad, el comercio de mercurio está estrictamente regulado por el Convenio de Minamata (2013).
El mercurio (símbolo Hg, número atómico 80) es un metal de transición del 6º período, ubicado en el grupo 12 de la tabla periódica, junto con el zinc y el cadmio. Su átomo tiene 80 protones, generalmente 122 neutrones (para el isótopo estable \(^{202}\mathrm{Hg}\)) y 80 electrones con la configuración electrónica [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s². Esta configuración con una capa d¹⁰ completa y una capa s² completa es similar a la de los gases nobles, contribuyendo a su baja reactividad en forma metálica y su bajo punto de fusión.
El mercurio es el único metal líquido a temperatura y presión ambiente. Es un líquido denso, blanco plateado, móvil y que se divide fácilmente en gotitas esféricas.
En estado sólido, el mercurio es maleable y dúctil y cristaliza en una estructura romboédrica.
El mercurio se congela a -38,8290 °C (234,321 K) y hierve a 356,73 °C (629,88 K). Su amplio rango de temperatura en estado líquido (casi 400°C) y su expansión lineal lo hicieron exitoso en instrumentos de medición.
El mercurio es un metal relativamente noble. No reacciona con ácidos no oxidantes (HCl diluido, H₂SO₄ diluido) pero se disuelve en ácido nítrico y agua regia. Resiste la oxidación por el aire a temperatura ambiente, pero se cubre lentamente con una película gris de óxido en presencia de ozono. Reacciona con halógenos, azufre y metales para formar amalgamas.
Estado a 20°C: Líquido.
Punto de fusión: 234,321 K (-38,8290 °C).
Punto de ebullición: 629,88 K (356,73 °C).
Densidad: 13,534 g/cm³.
Configuración electrónica: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s².
Estados de oxidación principales: +1 y +2.
| Isótopo / Notación | Protones (Z) | Neutrones (N) | Masa atómica (u) | Abundancia natural | Vida media / Estabilidad | Desintegración / Observaciones |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mercurio-196 — \(^{196}\mathrm{Hg}\) | 80 | 116 | 195,96583 u | ≈ 0,15 % | Estable | Isótopo estable raro. |
| Mercurio-198 — \(^{198}\mathrm{Hg}\) | 80 | 118 | 197,966769 u | ≈ 9,97 % | Estable | Isótopo estable. |
| Mercurio-199 — \(^{199}\mathrm{Hg}\) | 80 | 119 | 198,968280 u | ≈ 16,87 % | Estable | Isótopo estable con espín nuclear I=1/2, utilizado en espectroscopia RMN del \(^{199}\mathrm{Hg}\). |
| Mercurio-200 — \(^{200}\mathrm{Hg}\) | 80 | 120 | 199,968326 u | ≈ 23,10 % | Estable | Isótopo estable. |
| Mercurio-201 — \(^{201}\mathrm{Hg}\) | 80 | 121 | 200,970302 u | ≈ 13,18 % | Estable | Isótopo estable. |
| Mercurio-202 — \(^{202}\mathrm{Hg}\) | 80 | 122 | 201,970643 u | ≈ 29,86 % | Estable | Isótopo estable más abundante. |
| Mercurio-204 — \(^{204}\mathrm{Hg}\) | 80 | 124 | 203,973494 u | ≈ 6,87 % | Estable | Isótopo estable. |
N.B.:
Capas electrónicas: Cómo están organizados los electrones alrededor del núcleo.
El mercurio tiene 80 electrones distribuidos en seis capas electrónicas. Su configuración electrónica [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² presenta una capa 5d completamente llena (10 electrones) y una capa 6s completa (2 electrones), similar a la configuración de un gas noble. Esto también se puede escribir como: K(2) L(8) M(18) N(32) O(18) P(2), o de manera completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 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): 18 electrones (5s² 5p⁶ 5d¹⁰).
Capa P (n=6): 2 electrones (6s²).
El mercurio tiene 2 electrones de valencia (6s²). Sin embargo, debido al efecto de par inerte (estabilidad particular del par de electrones 6s²), el mercurio presenta una química particular con dos estados de oxidación estables: +1 y +2.
El mercurio metálico (Hg⁰) es relativamente poco reactivo debido a la fuerza del enlace Hg-Hg en el líquido y la alta energía requerida para promover un electrón 6s a un nivel superior.
El mercurio metálico no se oxida en el aire a temperatura ambiente. Cuando se calienta lentamente hasta su punto de ebullición, finalmente forma óxido de mercurio(II) rojo (HgO): 2Hg + O₂ → 2HgO. Este óxido se descompone nuevamente en mercurio y oxígeno por encima de 400°C. En presencia de ozono, se forma una película gris de óxido en la superficie.
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.
Es una propiedad característica: el mercurio disuelve muchos otros metales (oro, plata, estaño, zinc, sodio) para formar amalgamas, que son aleaciones en estado líquido o pastoso. La amalgama oro-mercurio se ha utilizado ampliamente en la extracción artesanal de oro (garimpos). La amalgama plata-estaño-mercurio era la base de los "empastes" dentales (obturaciones). Las amalgamas de sodio o potasio se utilizan como agentes reductores potentes en química orgánica.
La toxicidad del mercurio depende en gran medida de su forma química:
En caso de derrame de mercurio metálico, es necesario ventilar intensamente, evitar caminar sobre él (para no dispersar las gotitas) y usar una trampa específica (jeringa, pipeta, polvo de azufre) para recogerlo. Nunca usar una aspiradora (vaporiza y dispersa el mercurio). La exposición requiere consulta médica urgente. El tratamiento de la intoxicación aguda puede utilizar quelantes como DMSA (ácido dimercaptosuccínico) o DMPS, que se unen al mercurio y favorecen su excreción urinaria.
El mercurio es un contaminante persistente que sigue un ciclo complejo:
La contaminación por mercurio afecta a la fauna silvestre (reducción de la reproducción en aves piscívoras, trastornos neurológicos en mamíferos marinos). Para el ser humano, la principal vía de exposición es el consumo de pescado contaminado. Las poblaciones más en riesgo son las comunidades costeras, los pueblos indígenas (Inuit) y las mujeres embarazadas (el metilmercurio atraviesa la placenta y daña el desarrollo neurológico del feto).
El Convenio de Minamata sobre el Mercurio, adoptado en 2013 y en vigor desde 2017, es un tratado internacional destinado a proteger la salud humana y el medio ambiente. Establece:
Dada la toxicidad y persistencia del mercurio, es imperativo recuperarlo y aislarlo de la biosfera de manera permanente. El mercurio no puede ser "destruido" (los átomos persisten), pero puede ser estabilizado en formas menos peligrosas.
Los principales desafíos son la eliminación progresiva de los últimos usos (ciertos procesos químicos, ciertas lámparas), la descontaminación de sitios contaminados (antiguas fábricas, minas) y la gestión del mercurio presente en productos en circulación (millones de termómetros y amalgamas dentales). La investigación continúa sobre métodos de descontaminación biológica (fitorremediación) y sobre alternativas no tóxicas en todas las áreas donde históricamente se usó mercurio.
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