El grupo 10 , numerado según el estilo actual de la IUPAC , es el grupo de elementos químicos de la tabla periódica que consta de níquel (Ni), paladio (Pd), platino (Pt) y darmstadtio (Ds). Todos son metales de transición del bloque d . Todos los isótopos conocidos del darmstadtio son radiactivos, tienen vidas medias cortas y no se sabe que existan en la naturaleza; solo se han sintetizado cantidades mínimas en los laboratorios.
Las configuraciones electrónicas del estado fundamental del paladio y el platino son excepciones a la regla de Madelung . Según la regla de Madelung, se espera que la configuración electrónica del paladio y el platino sean [Kr] 5s 2 4d 8 y [Xe] 4f 14 5d 8 6s 2 respectivamente. Sin embargo, el orbital 5s del paladio está vacío y el orbital 6s del platino está solo parcialmente lleno. La estabilización relativista del orbital 7s es la explicación de la configuración electrónica predicha del darmstadtio, que, inusualmente para este grupo, se ajusta a la predicha por el principio de Aufbau . [ cita requerida ] En general, las configuraciones electrónicas del estado fundamental de los átomos más pesados y los metales de transición son más difíciles de predecir.
Los elementos del grupo 10 se observan en estados de oxidación de +1 a +4. [2] El estado de oxidación +2 es común para el níquel y el paladio, mientras que +2 y +4 son comunes para el platino. También se han observado estados de oxidación de -2 y -1 para el níquel [3] [4] y el platino, [5] y un estado de oxidación de +5 para el paladio [6] y el platino. [7] También se ha observado platino en estados de oxidación de -3 [8] y +6. [9] La teoría sugiere que el platino puede producir un estado de oxidación +10 en condiciones específicas, pero esto aún debe demostrarse empíricamente. [10]
El darmstadtio no se ha aislado en forma pura y sus propiedades no se han observado de manera concluyente; solo el níquel, el paladio y el platino han tenido sus propiedades confirmadas experimentalmente. El níquel, el platino y el paladio son típicamente metales de transición de color blanco plateado y también se pueden obtener fácilmente en forma de polvo. [12] Son duros, tienen un alto brillo y son altamente dúctiles . Los elementos del grupo 10 son resistentes al deslustre ( oxidación ) a STP , son refractarios y tienen altos puntos de fusión y ebullición.
El níquel se encuentra de forma natural en los minerales y es el 22.º elemento más abundante de la Tierra. Dos grupos importantes de minerales de los que se puede extraer son las lateritas y los minerales de sulfuro . [13] Indonesia posee la mayor reserva de níquel del mundo y también es su mayor productor. [14]
El uso del níquel, que a menudo se confunde con el cobre, se remonta al año 3500 a. C. Se ha descubierto níquel en una daga que data del año 3100 a. C., en cuentas de hierro egipcias, en un escariador de bronce encontrado en Siria que data del año 3500-3100 a. C., como aleaciones de cobre y níquel en monedas acuñadas en Bactria , en armas y ollas cerca del río Senegal, y como herramientas agrícolas utilizadas por los mexicanos en el siglo XVIII. [10] [15] Hay evidencia que sugiere que el uso del níquel en la antigüedad provenía del hierro meteórico, como en el nombre sumerio para el hierro an-bar ("fuego del cielo") o en los textos hititas que describen los orígenes celestiales del hierro. El níquel no fue nombrado formalmente como elemento hasta que AF Cronstedt aisló el metal impuro del "kupfernickel" (el cobre de Old Nick) en 1751. [11] En 1804, JB Richter determinó las propiedades físicas del níquel utilizando una muestra más pura, describiendo el metal como dúctil y fuerte con un alto punto de fusión. La resistencia de las aleaciones de níquel-acero se describió en 1889 y desde entonces, los aceros al níquel se utilizaron ampliamente primero para aplicaciones militares y luego en el desarrollo de aleaciones resistentes a la corrosión y al calor durante el siglo XX.
El paladio fue aislado por William Hyde Wollaston en 1803 mientras trabajaba en la refinación de metales del tipo del platino. [16] El paladio se encontraba en un residuo que quedaba después de que el platino se precipitara de una solución de ácido clorhídrico y ácido nítrico como (NH 4 )PtCl 6 . [12] Wollaston lo bautizó en honor al asteroide 2 Pallas, recientemente descubierto , y vendió anónimamente pequeñas muestras del metal a una tienda, que lo publicitó como un "nuevo metal noble" llamado "Paladio o Nueva Plata". [17] Esto generó dudas sobre su pureza, su origen y la identidad de su descubridor, lo que provocó controversia. Finalmente se identificó y leyó su artículo sobre el descubrimiento del paladio en la Royal Society en 1805. [18]
Antes de su descubrimiento formal, el platino era utilizado en joyería por los nativos ecuatorianos de la provincia de Esmeraldas. [19] El metal se encontraba en pequeños granos mezclados con oro en depósitos fluviales, que los trabajadores sinterizaban con oro para formar pequeñas baratijas como anillos. El primer informe publicado sobre el platino fue escrito por Antonio de Ulloa , un matemático, astrónomo y oficial naval español que observó "platina" (poca plata) en las minas de oro de Ecuador durante una expedición francesa en 1736. [20] Los mineros encontraron que la "platina" era difícil de separar del oro, lo que llevó al abandono de esas minas. Charles Wood (maestro del hierro) trajo muestras del metal a Inglaterra en 1741 e investigó sus propiedades, observando su alto punto de fusión y su presencia como pequeños granos blancos en arena metálica negra. El interés en el metal creció después de que los hallazgos de Wood se comunicaran a la Royal Society. Henrik Teofilus Scheffer , un científico sueco, se refirió al metal precioso como "oro blanco" y el "séptimo metal" en 1751, informando de su alta durabilidad, alta densidad y que se fundía fácilmente cuando se mezclaba con cobre o arsénico. Tanto Pierre-François Chabaneau (durante la década de 1780) como William Hyde Wollaston (durante la década de 1800) desarrollaron una técnica de pulvimetalurgia para producir platino maleable, pero mantuvieron su proceso en secreto. [19] Sin embargo, sus lingotes de platino eran frágiles y tendían a agrietarse fácilmente, probablemente debido a las impurezas. En la década de 1800, se inventaron hornos capaces de soportar altas temperaturas, que finalmente reemplazaron a la pulvimetalurgia e introdujeron el platino fundido en el mercado.
Los metales del grupo 10 comparten varios usos, entre ellos:
Los complejos de platino se utilizan habitualmente en quimioterapia como fármacos contra el cáncer debido a su actividad antitumoral. Los complejos de paladio también muestran una actividad antitumoral marginal, aunque su escasa actividad es lábil en comparación con los complejos de platino. [16]
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