El Tamiz

Hoy, en la serie Conoce tus elementos, continuamos nuestro recorrido por la tabla periódica. Después de hablar sobre el hidrógeno y el helio (los dos elementos con electrones en la primera capa) y el litio (con la primera capa llena y un electrón en la segunda), hoy seguimos con el elemento que tiene cuatro protones: el berilio.

Si recuerdas artículos anteriores, sabes que la primera capa electrónica puede contener un máximo de dos electrones (lo que le sucede al helio). La segunda capa puede contener un máximo de ocho electrones. El elemento que nos ocupa hoy, el berilio, tiene cuatro protones y, por lo tanto, cuatro electrones si no está ionizado. De estos cuatro electrones, dos llenan la primera capa y otros dos están en la segunda (que sigue estando casi vacía).

Al igual que el litio, el berilio se convertiría en estable si tuviera la última capa electrónica completa librándose de los electrones de la segunda capa - en el caso del berilio, dos electrones. Por lo tanto, el berilio no es tan reactivo como el litio, pues necesita librarse de dos electrones para ser estable en vez de uno. Por cierto, esto significa que el número de oxidación del berilio es +2: “tiene dos electrones de más”.

Sin embargo, aunque no sea tan extraordinariamente reactivo como el litio, sigue siendo muy reactivo: probablemente nunca has visto berilio puro. De hecho, como veremos luego, espero francamente que nunca lo hayas visto, porque es bastante peligroso. Al ser un metal, su apariencia no es demasiado sorprendente:

Berilio. Crédito: Wikipedia (GPL).

El único isótopo estable del berilio es el que tiene cinco neutrones. Piensa que, aunque estemos hablando de un metal, sus átomos tienen sólo cuatro protones y cinco neutrones, un total de nueve nucleones - compáralo con otros metales típicos, como el hierro con sus 56 nucleones. Es un metal muy, muy ligero. Por supuesto, también es bastante blando. Además, cuando se deja al aire, su superficie se oxida bastante rápido, aunque una vez que se ha formado una fina capa de óxido, el interior del metal queda protegido del aire y no se sigue oxidando.

El berilio fue descubierto relativamente pronto, porque hay cantidades muy grandes en la Tierra en muchos compuestos, fundamentalmente rocas. Como ya hemos mencionado antes en la serie, en los siglos XVII y XVIII los químicos se dedicaron a intentar aislar elementos de todos los compuestos que caían en sus manos, y las rocas fueron uno de sus principales objetivos: en 1798 Louis Vauquelin identificó un elemento nuevo en el berilo - el berilio.

El nombre, no demasiado original, se debe simplemente a que el primer mineral en el que Vauquelin lo descubrió fue, como hemos dicho, el berilo, una roca muy conocida desde la antigüedad. Por cierto, el nombre berilo viene del griego beryllos y éste, a su vez, a través de diversas influencias, del Tamil veiruor, “volverse pálido o blanco”. De modo que nuestro nombre de este elemento es, en última instancia, indio.

De hecho, realmente has visto berilio bastante a menudo, pero no puro. La roca que hemos mencionado, el berilo, es un compuesto del berilio (Be₃Al₂(SiO₃)₆) que tiene muchas variedades que seguro conoces: las dos más conocidas son la esmeralda y el aguamarina, ambas de gran belleza cuando están talladas. Estas rocas tienen color porque contienen elementos (como el cromo y el vanadio) que les otorgan un tinte - el berilo puro es blanquecino, de ahí su nombre de “pálido”.

Esmeraldas, una variedad del berilo.

Desde luego, el berilio que utilizamos hoy en día no se extrae de las esmeraldas, sino de fuentes más baratas. La más importante es el fluoruro de berilio, una sal no demasiado común, que se hace reaccionar con magnesio para que este elemento tome el lugar del berilio en la sal y el berilio quede libre. De hecho, el berilio puro es bastante caro: unos $745 por kilo.

¿Para qué se utiliza este metal tan endeble? Pues para bastantes cosas…En primer lugar, se emplea muy a menudo en aleaciones: aunque él solo es demasiado blando, si se añade al cobre forma una aleación bastante ligera pero resistente. Pero, además, el berilio tiene propiedades que lo hacen muy útil incluso puro:

Al ser un metal, refleja muy bien la luz, pero al tener núcleos tan pequeños (por su pequeño número másico) no refleja la radiación de muy pequeña longitud de onda, como los rayos X. Por eso se usa como tapadera de los tubos de rayos X: en el interior del tubo se hace el vacío, se pone la tapa de berilio y los rayos X salen del tubo a través del berilio sin problemas.

Tapa de berilio en un microscopio de rayos X. Crédito: Wikipedia (GPL)

Además, el berilio se dilata y se contrae muy poco con los cambios de temperatura y, para ser un metal tan ligero, se funde a una gran temperatura (unos 1.300 ºC), por lo que se usa cuando la temperatura de funcionamiento puede cambiar mucho. Por ejemplo, en el espacio (donde estar al sol o a la sombra cambia la temperatura cientos de grados): los espejos del telescopio espacial James Webb (el heredero del Hubble) serán de berilio puro. Las toberas de algunos cohetes, como el Saturno V del Programa Apolo, están hechas de berilio.

Sin embargo, fíjate que el berilio puro (no en aleaciones o compuestos químicos) se utiliza en cosas como toberas de cohetes o espejos de telescopios espaciales…no vas a ver berilio puro en tus cucharas. ¿Por qué no? Porque, aunque parezca sorprendente, el berilio es muy peligroso. De hecho, hace muchos años se utilizaba en la fabricación de tubos fluorescentes, pero en 1950 se dejó de hacer porque los trabajadores empezaron a contraer una enfermedad que se denomina beriliosis.

El problema principal de este metal es que el polvo de berilio es cancerígeno. Tanto puro como en forma de sal (como el fluoruro de berilio que hemos mencionado antes), inhalarlo es extraordinariamente peligroso y puede producir cáncer de pulmón o, si la dosis es grande, síntomas muy parecidos a la neumonía (además del cáncer que probablemente se desarrollará más adelante). Si se está expuesto a polvo de berilio de manera habitual, puede desarrollarse lo que se denomina CBD (Chronic Beryllium Disease, Enfermedad Crónica del Berilio): el cuerpo se sensibiliza al berilio y lo identifica como una sustancia extraña.

Al estar principalmente en los pulmones, los glóbulos blancos se apelotonan en los pulmones para “atacar” al polvo de berilio. Pueden llegar a acumularse formando “pelotas” alrededor de las partículas de berilio, y estas acumulaciones de glóbulos blancos se convierten en granulomas, que interfieren con el funcionamiento normal de los pulmones, con lo que se dificulta mucho la respiración. Esta enfermedad suele tratarse con medicamentos inmunodepresores, pero la sensibilidad al berilio no tiene cura.

De modo que la gente que trabaja con el fluoruro de berilio o en las industrias que emplean berilio puro (como la aeroespacial) llevan medidas de protección para no estar expuestos al polvo de este metal, tan útil en sus diversas formas pero tan peligroso si no está en aleaciones o rocas.

En la próxima edición de la serie, el elemento de número atómico 5: el boro.

El texto de Conoce tus elementos - El berilio , por Pedro Gómez-Esteban, salvo donde se mencione explícitamente, está publicado bajo Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 2.5 Spain License.

Puedes suscribirte a El Tamiz a través del correo electrónico o añadiendo nuestra RSS a tu agregador de noticias. ¡Bienvenido!