Tabla periódica

Mercurio (Hg)

Howard Birdsong Compilado a partir de fuentes primarias IUPAC, NIST y PubChem

El mercurio es el elemento 80, de símbolo Hg, configuración electrónica [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² y masa atómica estándar 200,592 u. Funde a −38,83 °C, el punto de fusión más bajo de todos los metales, y es el único que es líquido en condiciones ordinarias.

¿Por qué es líquido?

Todos los metales conducen la electricidad porque sus electrones de valencia se deslocalizan formando un mar compartido. Ese mar es también lo que mantiene unidos a los átomos, y por eso los metales tienen puntos de fusión altos.

El mercurio tiene la configuración [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s². La capa 5d está llena y solo quedan los dos electrones 6s. Cabría esperar un metal ordinario.

Lo que ocurre exige relatividad. Con 80 protones, los electrones 1s se mueven a una fracción importante de la velocidad de la luz. Su masa efectiva aumenta y su órbita se contrae, y esa contracción se propaga a todos los orbitales s por ortogonalidad.

El orbital 6s del mercurio queda por ello anormalmente contraído y estabilizado. Sus dos electrones están tan bien retenidos que apenas se deslocalizan: el mercurio se comporta casi como si tuviera la capa completa de un gas noble.

Con un enlace metálico tan débil, la agitación térmica basta para mantener los átomos separados. El mercurio funde a −38,83 °C, mientras que el cadmio, justo encima en la tabla y sin efectos relativistas apreciables, funde a 321 °C.

⚠️ Es el segundo efecto relativista visible a simple vista, junto con el color del oro. Ambos ocurren en elementos vecinos y por la misma causa.

¿Por qué midió la temperatura durante tres siglos?

Porque reúne condiciones difíciles de encontrar juntas.

Es líquido en un intervalo amplio, de −39 a 357 °C. Se dilata de forma notablemente lineal con la temperatura, lo que permite graduar la escala con divisiones iguales. No moja el vidrio, de modo que la columna no deja rastro al descender. Y es opaco, así que se ve sin colorante.

Fahrenheit fabricó el primer termómetro de mercurio en 1714. Torricelli había usado el metal en 1643 para el barómetro, aprovechando su densidad: una columna de agua habría necesitado diez metros, mientras que el mercurio se equilibra a 760 milímetros. De ahí que la presión se midiera en milímetros de mercurio, unidad que sigue viva en medicina.

Los esfigmomanómetros de mercurio fueron el patrón de la medida de la tensión arterial hasta hace poco, y la unidad mmHg persiste aunque el instrumento sea ya electrónico.

¿Cómo envenena?

Depende enteramente de la forma química, y esa distinción es la clave para entender el riesgo real.

El mercurio metálico líquido apenas se absorbe por vía digestiva: ingerido, atraviesa el tubo digestivo y se excreta casi íntegro. El riesgo es el vapor, que sí se absorbe muy bien por vía pulmonar y llega al cerebro. Un derrame en una habitación cerrada y mal ventilada es peligroso, y por eso los termómetros rotos se recogen con precaución y nunca con aspiradora, que dispersaría el vapor.

Los compuestos inorgánicos, como el cloruro mercúrico, son tóxicos renales agudos.

El metilmercurio es el problema ambiental. Es liposoluble, atraviesa las membranas biológicas incluida la placentaria, y se acumula en el sistema nervioso. Su formación es biológica: bacterias anaerobias de los sedimentos convierten el mercurio inorgánico vertido en metilmercurio.

A partir de ahí se biomagnifica. Cada nivel de la cadena alimentaria concentra el de sus presas, de modo que los depredadores grandes y longevos —pez espada, atún rojo, tiburón— acumulan concentraciones miles de veces superiores a las del agua. Las recomendaciones de limitar su consumo en el embarazo se basan en esto.

⚠️ La expresión inglesa mad as a hatter procede del envenenamiento real de los sombrereros, que usaban nitrato de mercurio para tratar el fieltro y desarrollaban temblores y alteraciones de conducta.

¿Qué fue Minamata?

En la bahía de Minamata, en el sur de Japón, la empresa Chisso vertía desde los años treinta efluentes de un proceso que usaba mercurio como catalizador.

Los primeros casos humanos se identificaron oficialmente en 1956: personas con pérdida de coordinación, alteraciones del habla, de la visión y de la audición. Antes se habían observado gatos con convulsiones que se arrojaban al mar.

La causa se estableció en 1959: metilmercurio en el pescado, base de la alimentación local. La empresa conocía sus propios estudios internos y continuó vertiendo hasta 1968.

Se reconocieron más de dos mil víctimas oficiales, y las estimaciones reales son muy superiores. Nacieron niños con daño neurológico grave cuyas madres no habían presentado síntomas, lo que demostró que el metilmercurio atraviesa la placenta y que el feto es más vulnerable que el adulto.

El Convenio de Minamata, adoptado en 2013 y en vigor desde 2017, regula el comercio y el uso del mercurio a escala internacional. Lleva ese nombre deliberadamente.

¿Dónde sigue usándose?

Cada vez en menos sitios, y el mayor uso restante es también el peor.

La minería artesanal de oro consume una fracción muy grande del mercurio mundial. Los mineros mezclan mercurio con el mineral, forman amalgama con el oro y después la calientan al aire libre para evaporar el mercurio. Es barato, eficaz y libera directamente el vapor sobre el propio minero y sobre el entorno. Es la mayor fuente antropogénica de emisiones de mercurio del planeta.

En la industria del cloro-sosa, las celdas de mercurio han sido sustituidas casi por completo por celdas de membrana.

Las lámparas fluorescentes contienen unos pocos miligramos, necesarios porque la descarga en vapor de mercurio emite el ultravioleta que el fósforo del tubo convierte en luz visible. El LED las ha desplazado.

En amalgama dental su uso disminuye, sustituido por composites de resina.

Los termómetros y esfigmomanómetros clínicos están prohibidos o en retirada en la mayoría de los países, reemplazados por sensores electrónicos.

El mercurio se extrae del cinabrio, sulfuro de mercurio de color rojo intenso que se usó como pigmento —el bermellón— durante milenios. La mina de Almadén, en España, fue durante siglos la mayor del mundo y cesó su actividad en 2002.

Datos esenciales

Z
80
Atomic weight
200.59 u
Category
metal de transición
State at 298 K
Liquid
Occurrence
primordial
Discovered
—
CAS
7439-97-6

Propiedades medidas

PropertyValueSource
Electronegativity 2 National Center for Biotechnology Information (NIH)
Melting point 234.32 K National Center for Biotechnology Information (NIH)
Boiling point 629.88 K National Center for Biotechnology Information (NIH)
Density stp 13.534 g/cm³ National Center for Biotechnology Information (NIH)
Atomic radius empirical 209 pm National Center for Biotechnology Information (NIH)
Ionization energy 1st 1,007.1 kJ/mol National Center for Biotechnology Information (NIH)

Configuración electrónica

2 8 18 32 18 2 Hg
Noble gas notation
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²
Full notation
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s²
Electrons per shell
2, 8, 18, 32, 18, 2

Isótopos

Preguntas frecuentes

¿Por qué el mercurio es líquido si los demás metales no lo son?

Por efectos relativistas. Con 80 protones, los electrones internos del mercurio se mueven a velocidades relativistas y el orbital 6s se contrae y se estabiliza. Esos dos electrones quedan tan bien retenidos que apenas participan en el enlace metálico. Los átomos de mercurio se atraen entre sí mucho menos que los de cualquier otro metal, y basta la agitación térmica ordinaria para mantenerlos separados.

¿Por qué el mercurio de un termómetro roto es menos peligroso que el pescado?

Porque la forma química importa más que la cantidad. El mercurio metálico ingerido se absorbe muy poco y se excreta; el peligro de un derrame es inhalar su vapor en un espacio cerrado. El metilmercurio del pescado es otra cosa: es liposoluble, atraviesa la barrera intestinal y la placentaria, se acumula en el sistema nervioso y se biomagnifica a lo largo de la cadena alimentaria.

¿Qué fue la enfermedad de Minamata?

Un envenenamiento masivo en Japón, revelado en 1956. Una fábrica química vertía mercurio a la bahía de Minamata; las bacterias del sedimento lo convertían en metilmercurio, que se concentraba en el pescado del que vivía la población local. Miles de personas sufrieron daño neurológico grave y nacieron niños afectados por exposición prenatal. Dio nombre al convenio internacional de 2013 que regula el mercurio.

¿Por qué llevaba mercurio el empaste dental?

La amalgama dental es una aleación de mercurio con plata, estaño y cobre. El mercurio líquido disuelve los otros metales en polvo formando una pasta moldeable que endurece en minutos. Es duradera, barata y tolerante a la humedad, condiciones difíciles de igualar. El mercurio queda ligado en la aleación y la liberación es mínima, pero su uso se reduce progresivamente por razones ambientales.

Fuentes