¿Por qué el oro es amarillo?
Casi todos los metales son grises o blancos. La razón es que sus electrones libres reflejan por igual todas las longitudes de onda visibles. El oro y el cobre son las excepciones, y en el caso del oro la explicación exige relatividad especial.
El color de un metal depende de la energía necesaria para promover un electrón entre bandas. En la plata, esa transición del nivel 4d al 5s cuesta unos 3,7 eV, que corresponde al ultravioleta: toda la luz visible se refleja y el metal parece blanco.
En el oro cabría esperar lo mismo, ya que su estructura electrónica es análoga con 5d y 6s. Pero el núcleo del oro tiene 79 protones, y los electrones 1s de un átomo así se mueven a más de la mitad de la velocidad de la luz.
A esa velocidad, la masa relativista del electrón aumenta cerca de un 20 %. Un electrón más masivo orbita más cerca del núcleo, de modo que todos los orbitales s se contraen. La contracción del 6s, sumada a la expansión de los orbitales d que quedan peor apantallados, reduce la separación entre bandas a unos 2,4 eV.
Esa energía corresponde a la luz azul y violeta. El oro la absorbe y refleja el resto del espectro, que percibimos como amarillo.
Es uno de los pocos efectos relativistas visibles a simple vista en la vida cotidiana. El otro, en el mismo grupo, es que el mercurio sea líquido.
¿Qué significa un quilate?
Una fracción en veinticuatroavos. El oro de 24 quilates es puro; el de 18 quilates contiene 18 partes de oro por cada 24, es decir un 75 %.
⚠️ La unidad es homónima pero distinta del quilate de las gemas, que es una masa de 200 miligramos. El de las aleaciones es una proporción, el de las piedras un peso.
El oro puro es demasiado blando para joyería: se raya y se deforma con el uso diario. Alearlo lo endurece, y el metal añadido determina también el color.
Añadir cobre da el oro rojo o rosa. Añadir plata da tonos más pálidos y verdosos. El oro blanco se obtiene con paladio o níquel, y suele recubrirse de rodio para conseguir el blanco brillante que se espera; ese recubrimiento se desgasta y hay que renovarlo.
Las leyes más comunes son 24, 22, 18, 14 y 9 quilates según el mercado. La normativa europea marca las piezas en milésimas: 750 equivale a 18 quilates.
¿Cómo se extrae?
La mayor parte del oro se encuentra disperso en concentraciones de gramos por tonelada de roca, no en pepitas. Recuperarlo exige química.
El proceso dominante es la cianuración. La mena triturada se trata con una disolución diluida de cianuro sódico en presencia de aire:
4 Au + 8 CN⁻ + O₂ + 2 H₂O → 4 [Au(CN)₂]⁻ + 4 OH⁻El cianuro estabiliza el oro como complejo soluble, y el oxígeno hace de oxidante. Después se recupera el metal añadiendo zinc, que desplaza al oro de la disolución, o adsorbiéndolo sobre carbón activo.
El método, patentado en 1887, permite explotar yacimientos de ley muy baja y transformó la minería del oro. Su inconveniente es evidente: exige manejar grandes volúmenes de cianuro, y las roturas de balsas de residuos han causado catástrofes ambientales, como la del Danubio en Baia Mare en el año 2000.
La minería artesanal emplea en cambio mercurio, que forma amalgama con el oro y se elimina después por evaporación. Es más barato, mucho más contaminante y expone directamente a los mineros; es la mayor fuente de emisiones de mercurio del planeta.
¿Para qué se usa además de joyería?
La joyería absorbe alrededor de la mitad de la demanda, y la inversión buena parte del resto. El uso industrial es minoritario pero difícil de sustituir.
En electrónica, el oro se usa en contactos y en el hilo que conecta un chip con su encapsulado. No es el mejor conductor —la plata y el cobre lo superan— pero es el único que no se oxida, y un contacto oxidado deja de conducir. La fiabilidad importa más que la conductividad.
En odontología se emplean aleaciones de oro por su inercia biológica y porque su dureza es parecida a la del esmalte, de modo que no desgastan el diente opuesto.
En aeroespacial, láminas de oro de espesor micrométrico recubren superficies para reflejar el infrarrojo y controlar la temperatura. Los espejos del telescopio James Webb llevan un recubrimiento de oro de unos 100 nanómetros, porque el oro refleja el infrarrojo mejor que el aluminio o la plata.
En medicina, ciertos compuestos de oro se han usado contra la artritis reumatoide, y las nanopartículas de oro son un campo activo en diagnóstico y tratamiento oncológico.
¿Cuánto oro existe?
Todo el oro extraído a lo largo de la historia humana se estima en unas 210 000 toneladas. Fundido en un solo bloque, ese oro formaría un cubo de unos 22 metros de lado.
La cifra es pequeña precisamente porque el oro no se destruye ni se consume. Casi todo el que se ha extraído sigue existiendo en alguna forma: joyas, lingotes de banco central, componentes electrónicos. Una alianza actual puede contener átomos que pasaron por una moneda romana.
En la corteza terrestre la abundancia es de unas 4 partes por mil millones, lo que lo sitúa entre los elementos más raros. Y sin embargo hay una anomalía: debería haber aún menos.
Durante la formación del planeta, el oro es siderófilo —afín al hierro— y debió hundirse casi por completo hacia el núcleo con él. El oro accesible en la corteza procede probablemente de un bombardeo de meteoritos posterior a la formación del núcleo, hace unos 3 900 millones de años.
El oro que llevamos no vino con la Tierra: llegó después.