Grupo 12 de la Tabla Periódica: Familia del zinc

El grupo 12 de la tabla periódica pertenece a los metales de transición y es denominado también como la familia del zinc, ya que los elementos que lo conforman poseen comportamientos representativos del elemento principal. En este caso es el zinc.

El grupo 12 está conformado por: Zinc (Zn), Cadmio (Cd), Mercurio (Hg) y Copernicio (Cn).

Estos elementos presentan 12 electrones de valencia: 2 electrones s de la última capa y 10 electrones d de la penúltima capa. Estos elementos ostentan un estado de oxidación +2 en el que los iones tienen una distribución electrónica d¹⁰ relativamente estable, con una subcapa completa. Sin embargo, el mercurio puede reducirse fácilmente al estado de oxidación +1.

Estos metales al presentar una distribución electrónica muy estable, son más nobles que los elementos del grupo 2 (alcalinotérreos), por lo que aumenta este carácter según crece el número atómico. Además presentan puntos de fusión y ebullición más bajos, mayor carácter covalente en los enlaces, compuestos más insoluble y mayor tendencia a la formación de complejos que los del grupo 2. El cinc y el cadmio se parecen mucho más que el mercurio.

Propiedades físicas

• Poseen brillo metálico. El zinc es brillante y de color blanco azulado. El cadmio es de color blanco azulado. El mercurio es un metal líquido, denso y plateado.
• El zinc y el cadmio son sólidos en su estado natural. Por su parte, el mercurio es el único metal líquido a temperatura ambiente.
• El zinc es un metal duro y frágil, pero se vuelve maleable entre 100 y 150 °C.
• El cadmio es blando, dúctil, maleable.
• Presentan bajos puntos de fusión y de ebullición.
• El zinc y el cadmio son conductores de calor y energía aceptables. El mercurio, es un pobre conductor térmico pero un conductor eléctrico ligeramente bueno.
• El cadmio y el mercurio son bastante tóxicos.

Propiedades químicas

• El elemento copernicio no posee isotopos estables.
• El cadmio es resistente a la corrosión.
• El zinc, cadmio y mercurio forman una gran cantidad de aleaciones.
• 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 12

Zinc.

El zinc al ser un metal resistente a la corrosión es empleado como revestimiento protector para algunos metales contra el deterioro atmosférico. También se usa en el proceso de galvanizado con hierro o acero, para elaborar tela metálica, barandas, puentes colgantes, postes de luz, techos de metal, intercambiadores de calor, carrocerías de coches, entre otros materiales.

El latón es un material bastante conocido el cual se obtiene aleando el zinc es con el cobre. Este material se emplea en la fabricación de tuberías, instrumentos, equipos de comunicaciones, herramientas, válvulas de agua, entre otros.

El zinc se utiliza como ánodo en otros metales que se emplean en labores eléctricas o que estén en contacto con agua de mar.

También se usa en la fabricación de pilas como ánodo en las baterías, por ejemplo, en pilas de zinc y carbono se emplea una lámina de este metal.

Dentro de los compuestos del zinc que son muy utilizados en la cotidianidad tenemos los siguientes:

El óxido de zinc (ZnO) o también llamado como blanco zinc  es empleado en la medicina como ungüento antiséptico. Este compuesto es usado como pigmento en pinturas y plásticos, de relleno en los neumáticos de caucho para protegerlo de la radiación UV.

El sulfuro de zinc (ZnS) es ampliamente utilizado en la electroluminiscencia, fotoconductividad y semiconductividad; además de tener muchas aplicaciones en el área electrónica.

El cloruro de cinc (ZnCl₂), por su parte, se emplea para preservar la madera y en la soldadura.

Una importante aleación del zinc es con los metales cobre, magnesio y aluminio para fabricar piezas en la industria automovilística, eléctrica y para realizar herramientas.

En soldadura se emplea las aleaciones del zinc con níquel y aluminio.

En el área de la medicina, este metal es utilizado en los complementos dietéticos. También es de gran beneficio en la curación de heridas, la disminución de la duración y severidad de los resfriados y posee propiedades antimicrobianas que permiten calmar los síntomas de la gastroenteritis.

De igual manera, también se emplea  en la preparación de protectores solares. Se utiliza en las pastas dentales o dentífricos para prevenir el mal aliento y en champús para evitar la aparición de la caspa.

Cadmio.

El principal uso que recibe este metal es en aleaciones, por ejemplo con el cobre para la fabricación de los cables del tendido eléctrico.

El cadmio se deposita electrolíticamente sobre metales como el hierro o el acero, formando una corteza químicamente resistente.

El cadmio también se mezcla con el plomo, estaño para la elaboración de fusibles para sistemas automáticos, alarmas contra incendios y fusibles eléctricos.

También se emplea en las barras de control en plantas eléctricas nucleares por su capacidad de absorción de neutrones lentos y como revestimiento contra neutrones en aparatos de medida.

Dentro de los compuestos del cadmio que son muy utilizados en la cotidianidad tenemos los siguientes:

El sulfato de cadmio se emplea en el área de la medicina como astringente.

El sulfuro (CdS) y seleniuro (CdSe) se usan como pigmento.

El sulfuro de cadmio es usado en un tipo de célula fotovoltaica.

Las sales de cadmio se usan en fotografía y en la elaboración de fuegos artificiales, pinturas fluorescentes, vidrios y porcelana.

Mercurio.

El cambio en el volumen del mercurio por cada grado de elevación o disminución de la temperatura es el mismo es decir, su coeficiente de dilatación es prácticamente constante, por lo tanto es adecuado para la fabricación de termómetros.

El mercurio se emplea para la elaboración de amalgamas mediante una aleación con todos los metales comunes (excepto el hierro y platino). Por ejemplo, las amalgamas de zinc y sodio se usan como agentes reductores, y las amalgamas de estaño se utilizan aún como un relleno dental.

El vapor que desprende el mercurio se emplea en fabricación de lámparas como fuente de rayos ultravioleta para usos en el hogar y en procedimientos de purificación del agua.

El mercurio también se emplea en la extracción de oro y plata desde sus minerales. Estos metales se unen y luego son separados mediante el proceso de destilación.

Entre otras aplicaciones de este metal tenemos en la preparación de: insecticidas, colorantes y protectores para la madera.

Copernicio.

Es un elemento relativamente joven, descubierto en el año 2009 por lo cual no se conoce la apariencia física exacta del mismo, pero podría hacerse, sabiendo que por ahora el isótopo conocido, de 285 de masa atómica, tiene una vida media de 0,24 milisegundos. Por lo tanto, al ser un elemento radiactivo y sintético, no posee uso comercial, y solo es usado en la investigación científica.