Grupo 11 de la Tabla Periódica: Familia del cobre

El grupo 11 de la tabla periódica pertenece a los metales de transición y es denominado también como la familia del cobre, ya que los elementos que lo conforman poseen comportamientos representativos del elemento principal. En este caso es el cobre.

El grupo 11 está conformado por: Cobre (Cu), Plata (Ag), Oro (Au) y Roentgenio (Rg).

Estos elementos presentan 11 electrones de valencia: 2 electrones s de la última capa y 9 electrones d de la penúltima. Cuando la distribución electrónica se encuentra en estado excitada, el cobre puede alcanzar la configuración electrónica [Ar] 3d¹⁰. El cobre y la plata presentan estados de oxidación entre +1 hasta +4. Mientras que el oro alcanza los estados de oxidación 3 y 1.

Son todos metales nobles que se hallan en la naturaleza, con excepción del último elemento que es artificial.

Propiedades físicas

• Poseen brillo metálico. El cobre es de color rojizo, la plata es blanco plateado y el oro de color amarillo.
• Son blandos, dúctiles y maleables.
• Son sólidos a temperatura ambiente.
• Son muy buenos conductores del calor y la electricidad.
• Presentan altos puntos de fusión y de ebullición.

Propiedades químicas

• El elemento roentgenio no posee isotopos estables.
• Son relativamente inertes y difíciles de corroer.
• No se disuelven en ácidos no oxidantes y en ausencia de oxígeno.
• Originan compuestos bastante insolubles.
• La reactividad de estos elementos aumenta a medida que se desciende en el grupo.
• Forman compuestos de coordinación coloreados, esto debido a su facilidad para formar enlaces covalentes con la participación de electrones d y por su tendencia a reaccionar químicamente en diferentes estado de oxidación estables y a cambiar con relativa facilidad de unos estados de oxidación a otros.

Usos y aplicaciones de los elementos del grupo 11

Cobre.

El cobre fue uno de los primeros metales en ser empleado por el ser humano en la prehistoria y es el tercer metal más usado en el mundo, por detrás del hierro y el aluminio.

Debido a que el cobre es un metal muy dúctil, es utilizado ampliamente para realizar cables de diámetros que oscilan desde 0,025mm en adelante. La resistencia que presenta a la tensión el cable de cobre está entre los 4200 kg/cm²; por lo cual es empleado en la fabricación de líneas eléctricas de tensión y telegrafía. De igual manera, en la instalación eléctrica de interiores, cordones de lámpara y maquinaria eléctrica como, por ejemplo, generadores, motores, controladores, dispositivos de señalización, electro-imanes y dispositivos de comunicaciones.

El cobre es usado en la elaboración de disipadores de calor de los ordenadores, ya que este metal es eficaz en absorber una gran cantidad de calor.

Al ser un metal que posee como propiedad ser un excelente conductor de electricidad, es empleado en la fabricación de hilo de cobre, electroimanes, interruptores eléctricos y reguladores.

En la antigüedad, aunque ahora en menor medida, se utiliza para hacer recipientes para servir el agua, esto debido a que un material resistente al óxido. Por tal razón, también es usado para las tuberías de suministro de agua.

Otro uso bastante común del cobre es en aleaciones, como por ejemplo, la aleación Cobre-Zinc comúnmente llamada latón. Este material es usado en la elaboración de instrumentos musicales de viento metal, como son las trompetas, cornos franceses, trombones, tubas, saxofones, entre otros.

Otra importante aleación es con el níquel para crear un material resistente a la corrosión que se emplea en la construcción naval.

El cobre es usado como un componente del esmalte cerámico y también a menudo se emplea para teñir el vidrio.

Algunas estructuras y estatuas, como la Estatua de la Libertad, están hechas de cobre.

Plata.

La plata es mundialmente conocida por su valor económico en la joyería y platería para elaborar una gran diversidad de artículos decorativos y de uso doméstico cotidiano, y con menor grado de pureza, en piezas de bisutería.

La plata también se ha utilizado para realizar monedas desde 700 años antes de cristo. Originalmente con electrum (electro) que es una aleación de oro y plata con una relación de 1/5 de plata respecto del oro, con trazas de cobre y otros metales, que se halla en la naturaleza. Más adelante se empezó a realizar las monedas de plata pura.

La resistencia de este metal a los agentes corrosivos lo hace eficaz en la elaboración de algunos recipientes especiales o como recubrimiento de otros metales.

En la industria aeronáutica se utiliza la plata pero aleada con plomo o talio, ya que estos dos metales le proporciona al material la dureza y durabilidad necesaria para recubrir algunas piezas de aviones.

La plata al presentar buena conductividad es usado para elaborar componentes electrónicos, eléctricos y para cable de semiconductores de alta velocidad. Aunque en menor medida ya que es un metal costoso.

Debido a que no es un metal económico, ha sido sustituido por el aluminio en marqueterías decorativas o en recubrimientos del vidrio para la fabricación de espejos.

Las soluciones diluidas de nitrato de plata (AgNO₃) o plata coloidal, se emplea en medicina como antiséptico, bactericida y en la eliminación de verrugas.

Otro uso de la plata que no es tan conocido, pero que a su vez, resulta bastante interesante, es en forma de yoduro de plata, para lograr la dispersión en las nubes y originar lluvia de manera artificial.

La plata también es empleada en algunas reacciones químicas como catalizador.

Oro.

Al igual que la plata, el oro centra su mayor aplicación en el mundo de la joyería fina, de hecho, el 50% de la producción mundial de oro se emplea en joyería, el 40% en reservas e inversiones y solo al 10% se le da usos industriales.

El oro puro o de 24 quilates es sumamente blando por lo cual no se puede usar solo en la fabricación de joyas o monedas. Para ello se mezcla con plata o cobre, los cuales le proporcionan la dureza y durabilidad que necesita. Además le suministra al oro diferentes tonos de color o matices.

Debido a que el oro, es un metal con una relativa escasez, es utilizado como plataforma para transacciones monetarias internacionales.

El oro se utilizó antiguamente en la fabricación de cables eléctricos debido a su gran conductividad, pero luego fue suplantado por plata debido a que se efectuaban robos. Posteriormente se cambió la plata por el cobre, debido a la misma razón.

En medicina, se utiliza el isótopo de oro Au-198 (que posee un periodo de semi-desintegración de aproximadamente 2,7 días), en procedimientos para combatir el cáncer y otras enfermedades. En odontología es usado en la elaboración de piezas o prótesis dentales. También se ha empezado a usar en preparación de cremas faciales y corporales, mascarillas faciales, productos para el cabello, entre otros.

El oro exhibe una elevada conductividad eléctrica y resistencia a la oxidación, lo que lo permite ser empleado en capas delgadas electro-depositadas sobre la superficie de conexiones eléctricas para lograr una excelente conexión y de baja resistencia.

Roentgenio.

Al igual que muchos elementos radiactivos y sintéticos, al producirse en pequeñas cantidades, no posee uso comercial. Por lo tanto, es empleado en la investigación científica.