El plomo juega un rol cosmológico y geológico único: es el punto de parada estable de tres de las cuatro principales cadenas de desintegración radiactiva natural. Los isótopos estables del plomo son los productos finales de la desintegración del uranio y el torio:
El cuarto isótopo estable, \(^{204}\mathrm{Pb}\), no es radiogénico; se denomina "primigenio" y está presente desde la formación del sistema solar. Así, casi todo el plomo presente en la Tierra hoy se formó por desintegración radiactiva de elementos más pesados a lo largo de miles de millones de años.
Estas desintegraciones hacen del sistema isotópico uranio/torio-plomo uno de los relojes geológicos más potentes y utilizados. Midiendo las proporciones \(^{206}\mathrm{Pb}/^{238}\mathrm{U}\), \(^{207}\mathrm{Pb}/^{235}\mathrm{U}\) y \(^{207}\mathrm{Pb}/^{206}\mathrm{Pb}\) en una roca o mineral (como el circón), los geocronólogos pueden datar con precisión eventos que van desde la formación del sistema solar (4,567 Ga) hasta procesos geológicos recientes de unos pocos millones de años. Este método permitió establecer la edad de la Tierra en aproximadamente 4,54 mil millones de años.
Las proporciones isotópicas del plomo también sirven como trazador geoquímico. Dado que los diferentes reservorios geológicos (manto, corteza continental, yacimientos de mineral) tienen firmas isotópicas de plomo distintas, se puede rastrear el origen de magmas, sedimentos o incluso la contaminación atmosférica histórica (las firmas isotópicas del plomo de los gases de escape de los años 1970 son diferentes a las de las minas romanas).
La abundancia cósmica del plomo es de aproximadamente 1,0×10⁻¹¹ veces la del hidrógeno. Se sintetiza en las estrellas principalmente por el proceso s (captura lenta de neutrones) en estrellas AGB, con una contribución significativa del proceso r durante las supernovas. Es el elemento estable más pesado producido eficientemente por el proceso s, lo que lo convierte en un pico de abundancia en el espectro de los elementos. Su núcleo doblemente mágico (Z=82, capa de protones completa) le confiere una estabilidad excepcional.
El símbolo químico Pb proviene del latín "plumbum", que también dio origen a las palabras "fontanero" y "fontanería". En la alquimia, el plomo estaba asociado al planeta Saturno y simbolizaba la pesadez, la melancolía y la materia prima a transmutar en oro (el objetivo de la "Gran Obra").
El plomo es uno de los primeros metales trabajados por el hombre, junto con el cobre y el oro. Su facilidad de extracción (reducción simple del mineral galena, PbS) y sus propiedades (maleable, fusible, resistente a la corrosión) lo convirtieron en un material de elección para los romanos. Lo utilizaron masivamente para:
Algunos historiadores sugieren que la intoxicación crónica por plomo (saturnismo) pudo contribuir a la decadencia de la élite romana, afectando la fertilidad y las capacidades intelectuales.
El uso del plomo continuó: techos y vitrales de catedrales, caracteres de imprenta, municiones (balas, perdigones), pigmentos de pintura (cerusa para el blanco, cromato de plomo para el amarillo) y pesos. La Revolución Industrial aumentó considerablemente su producción y usos, especialmente con la llegada de la pintura con plomo y la gasolina con plomo en el siglo XX.
El principal mineral de plomo es la galena (PbS), un mineral cúbico gris metálico a menudo asociado con la blenda (ZnS) y la plata. Los principales países productores son China (alrededor de la mitad de la producción mundial), Australia, Estados Unidos, Perú y México. La producción minera anual es de aproximadamente 4,5 millones de toneladas. Una parte importante (más del 50%) proviene hoy del reciclaje, especialmente de baterías.
El precio del plomo es moderado y generalmente sigue los ciclos económicos y la demanda de la industria automotriz (para baterías).
El plomo (símbolo Pb, número atómico 82) es un elemento postransicional, ubicado en el grupo 14 (grupo del carbono) de la tabla periódica, junto con el carbono, el silicio, el germanio y el estaño. Es el miembro más pesado y metálico de este grupo. Su átomo tiene 82 protones, generalmente 125 a 126 neutrones (para los isótopos \(^{207}\mathrm{Pb}\) y \(^{208}\mathrm{Pb}\)) y 82 electrones con la configuración electrónica [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p². Tiene cuatro electrones de valencia (6s² 6p²).
El plomo es un metal gris azulado, denso, blando, maleable y con un bajo punto de fusión.
El plomo cristaliza en una estructura cúbica centrada en las caras (CCC).
El plomo se funde a 327,46 °C (600,61 K) y hierve a 1749 °C (2022 K). Su amplio rango de temperatura en estado sólido y su facilidad de moldeo han facilitado históricamente su uso.
El plomo es un metal poco reactivo debido a la formación de una capa protectora de óxido, carbonato o sulfato en su superficie. Resiste bien la corrosión atmosférica y el ataque de muchos agentes químicos, especialmente el ácido sulfúrico concentrado (utilizado en baterías). Sin embargo, es atacado por los ácidos nítrico y acético.
Densidad: 11,34 g/cm³.
Punto de fusión: 600,61 K (327,46 °C).
Punto de ebullición: 2022 K (1749 °C).
Estructura cristalina: Cúbica centrada en las caras (CCC).
Configuración electrónica: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p².
Estados de oxidación principales: +2 y +4.
| Isótopo / Notación | Protones (Z) | Neutrones (N) | Masa atómica (u) | Abundancia natural | Vida media / Estabilidad | Desintegración / Observaciones |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Plomo-204 — \(^{204}\mathrm{Pb}\) | 82 | 122 | 203,973044 u | ≈ 1,4 % | Estable | Único isótopo estable no radiogénico. Isótopo "primigenio", utilizado como referencia en los cálculos de geocronología. |
| Plomo-206 — \(^{206}\mathrm{Pb}\) | 82 | 124 | 205,974465 u | ≈ 24,1 % | Estable | Producto final estable de la desintegración del \(^{238}\mathrm{U}\). Isótopo radiogénico mayor. |
| Plomo-207 — \(^{207}\mathrm{Pb}\) | 82 | 125 | 206,975897 u | ≈ 22,1 % | Estable | Producto final estable de la desintegración del \(^{235}\mathrm{U}\). Crucial para la datación \(^{207}\mathrm{Pb}/^{206}\mathrm{Pb}\). |
| Plomo-208 — \(^{208}\mathrm{Pb}\) | 82 | 126 | 207,976652 u | ≈ 52,4 % | Estable | Producto final estable de la desintegración del \(^{232}\mathrm{Th}\). Isótopo estable más abundante y más pesado conocido (núcleo doblemente mágico). |
N.B.:
Capas electrónicas: Cómo están organizados los electrones alrededor del núcleo.
El plomo tiene 82 electrones distribuidos en seis capas electrónicas. Su configuración electrónica [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p² presenta cuatro electrones de valencia en la capa 6 (s² p²), como el carbono o el silicio, pero con efectos relativistas marcados que hacen que el par 6s² sea muy inerte ("efecto de par inerte"). Esto también puede escribirse como: K(2) L(8) M(18) N(32) O(18) P(4), o de manera completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s² 6p².
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): 4 electrones (6s² 6p²).
El plomo tiene 4 electrones de valencia (6s² 6p²). Sin embargo, debido al efecto de par inerte, el estado de oxidación +2 (donde solo se pierde el par 6p²) es más estable y común que el estado +4 (que requeriría perder también el par 6s², estabilizado).
Esta química contrasta con la del carbono, donde el estado +4 es la regla, ilustrando la evolución de las propiedades en un grupo de la tabla periódica.
El plomo recién cortado tiene un brillo metálico que se opaca rápidamente en el aire, formando una fina capa gris de monóxido de plomo (PbO) y carbonato básico de plomo (2PbCO₃·Pb(OH)₂), que lo protege de una oxidación más profunda. Cuando se calienta en presencia de aire, primero forma litargirio (PbO, amarillo), y luego, a mayor temperatura, minio (Pb₃O₄, rojo), un pigmento histórico.
Inventada en 1859 por Gaston Planté, es la primera batería recargable. Su éxito radica en su fiabilidad, bajo costo y alta capacidad para suministrar corrientes intensas.
Principio:
Electrodo negativo: Plomo esponjoso (Pb).
Electrodo positivo: Dióxido de plomo (PbO₂).
Electrolito: Ácido sulfúrico (H₂SO₄) al ~30%.
Reacción de descarga: Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O
Las aplicaciones son omnipresentes: arranque de vehículos (SLI), alimentación de respaldo (UPS), vehículos eléctricos (tracción), sistemas fotovoltaicos fuera de la red. El reciclaje de estas baterías es muy eficiente (>99% en los países desarrollados).
La alta densidad y el número atómico elevado del plomo lo convierten en una pantalla ideal contra las radiaciones ionizantes. Absorbe eficientemente los rayos X y gamma. Se utiliza en forma de:
El plomo es un tóxico acumulativo sin función biológica conocida. Interfiere con muchos procesos enzimáticos al sustituir a otros iones metálicos esenciales, especialmente el calcio (Ca²⁺) y el zinc (Zn²⁺). Sus principales blancos son:
No existe un umbral de inocuidad demostrado, especialmente para los niños. La OMS considera que una plumbemia (nivel de plomo en sangre) superior a 5 µg/dL en niños es preocupante. Las autoridades sanitarias recomiendan el "principio de precaución": reducir la exposición al máximo.
El plomo emitido a la atmósfera se deposita en suelos y aguas. Es poco móvil en la mayoría de los suelos y se acumula en las capas superficiales. En entornos ácidos, puede volverse más móvil y contaminar las aguas subterráneas. No se degrada; su persistencia es milenaria.
Casos emblemáticos incluyen la ciudad de Kabwe en Zambia (contaminación de la antigua mina de plomo), el barrio de West Dallas en Estados Unidos (antigua fundición) y la contaminación generalizada por la gasolina con plomo, cuyas deposiciones son medibles en los hielos polares y los sedimentos lacustres de todo el mundo.
Es un modelo de economía circular. Las baterías usadas se recogen, trituran y se separan los componentes. El plomo se refunde y refina para producir plomo secundario de calidad idéntica al plomo primario. Este proceso utiliza hasta un 80% menos de energía que la extracción minera.
Ante la toxicidad demostrada, se ha implementado una regulación internacional estricta:
La descontaminación es compleja y costosa. Los métodos incluyen la excavación y entierro de suelos contaminados, la estabilización/solidificación (bloqueo del plomo en una matriz) o la fitorremediación (uso de plantas acumuladoras, como ciertos helechos).
El plomo ilustra la paradoja de un material útil pero peligroso. El objetivo es:
La historia del plomo es una poderosa advertencia sobre la necesidad de evaluar los impactos a largo plazo de las tecnologías antes de su difusión masiva.
El átomo en todas sus formas: de la intuición antigua a la mecánica cuántica 
