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FAMILIA DEL MANGANESO Y DEL HIERRO La Familia o Grupo del Manganeso es un grupo de elementos que ocupan el Grupo 7 de la Tabla Periódica (Anteriormente Grupo VII B). La Familia o Grupo del Manganeso está conformado por los siguientes elementos: Manganeso (Mn), Tecnecio (Tc), Renio (Rn) y Bohrio (Bh). El manganeso es un metal muy común en la naturaleza, mientras los otros elementos son muy raros. El tecnecio no tiene isótopos estables y durante mucho tiempo se creyó que no se encontraba en la naturaleza. El renio se encuentra tan sólo en trazas. El tecnecio no existe en la naturaleza, se obtiene de forma artificial, mediante reacciones nucleares. Estos elementos son muy reactivos, finamente divididos reaccionan con facilidad y presentan un gran número de estados de oxidación. Se los incluye entre los elementos de transición. Este grupo de elementos químicos, se encuentran situados en la parte central de la tabla periódica, concretamente en el bloque d. Entre las características que tiene esta familia, así como las del resto de los metales de transición se encuentran la de incluir en su configuración electrónica el orbital d, parcialmente lleno de electrones. Propiedades de este tipo de metales, son su elevada dureza, el tener puntos de ebullición y fusión elevados y ser buenos conductores de la electricidad y el calor. Presentan anomalías en la distribución de electrones de sus últimas capas. Todos tienen siete electrones en total, pero el Manganeso y el Renio tienen en su última capa dos electrones en subcapa s y 5 electrones en subcapas d, en tanto que el Tecnecio tiene en su última capa un solo electrón en subcapa s y en su anteúltima capa tiene 6 electrones en subcapas d. El Manganeso tiene valencias +2, +3, +4, +5, +6, +7; el Tecnecio tiene valencias +4, +5, +6, +7 (aunque algunos desestiman esta última); el Renio tiene valencias +2, +3, +4, +5, +6, +7, y el Bohrio tiene valencias +3, +4, +5, +6, +7 probablemente. Manganeso (Mn) El manganeso es un metal de transición blanco grisáceo, parecido al hierro. Es un metal duro y muy frágil, es parecido al hierro, es refractario y fácilmente oxidable. Es el duodécimo elemento más abundante en la corteza terrestre y está ampliamente distribuido. El manganeso es un elemento esencial para los humanos, siendo necesario un aporte de entre 1 a 5 mg por día, cantidad que se consigue a través de los alimentos. El metal se obtiene por reducción de los óxidos con aluminio, y el ferromanganeso se obtiene también reduciendo los óxidos de hierro y manganeso con carbono. Tiene el número atómico 25. Historia Descubridor: Johann Gann. Lugar de descubrimiento: Suecia. Año de descubrimiento: 1774. Origen del nombre: El nombre procede de dióxido de manganeso (manganesa o pirolusita) que antiguamente se denominaba "magnes" por confundirse con la magnetita. Obtención: Mediante reducción del dióxido de manganeso, del mineral pirolusita, con carbón y calentando. Métodos de obtención: Mediante reducción del óxido con sodio, aluminio o magnesio. Debido a que sus propiedades son escasas, se obtiene aleado con hierro a partir de mezclas de minerales que contengan a ambos metales. Aplicaciones: En el acero, el manganeso mejora las cualidades de laminación y forjado, rigidez, resistencia, tenacidad, dureza, robustez y resistencia al desgaste. Las aleaciones con antimonio y aluminio, especialmente con pequeñas cantidades de cobre, son altamente ferromagnéticas. Aleado con calcio y níquel se utiliza en la fabricación de resistencias invariables con la temperatura.

El dióxido de manganeso se usa como despolarizador de pilas secas (Leclanché), como decolorante del vidrio de color verde debido a la presencia de hierro, agente desecante, catalizador en la fabricación de pinturas y barnices y para la producción de cloro y de oxígeno. El permanganato de potasio se utiliza como blanqueador para la decoloración de aceites, es un fuerte agente oxidante, utilizado en química analítica y en medicina. El traqueteo de los motores se reduce mediante el uso de un compuesto de manganeso que se añade a la gasolina sin plomo. Esto aumenta el octanaje del combustible. El manganeso se utiliza en las baterías desechables estándar. El manganeso es esencial para producir acero y el hierro. El manganeso es un componente esencial para la fabricación de acero inoxidable de bajo costo. El manganeso es aleado con aluminio para producir un metal que es más resistente a la corrosión. La mayoría de las latas de aluminio para bebidas contienen entre 0,8% y 1,5% de manganeso. En química, el óxido de manganeso se utiliza para oxidar alcohol bencílico. La contaminación de hierro puede hacer que el vidrio se tinte de color verde. Ya desde tiempos antiguos se añade un compuesto de manganeso al vidrio contrarrestar este efecto. El oxígeno y el cloro se procesan utilizando dióxido de manganeso. Este mismo compuesto es también un pigmento marrón que se puede utilizar para hacer pintura. El vidrio y la cerámica se pueden colorear mediante diversos compuestos de manganeso. En algunas partes del mundo, el manganeso se utiliza para fabricar monedas. Tecnecio (Tc) El tecnecio es un metal radiactivo de color gris plateado con una apariencia similar al platino con el número atómico 43. Sin embargo, cuando se obtiene generalmente tiene la forma de polvo grisáceo. El tecnecio, al igual que el prometió, es excepcional entre los elementos ligeros, ya que no posee ningún isotopo estable. Dada su inestabilidad, el tecnecio es extremadamente escaso en la tierra. No desempeña ningún papel biológico y, en condiciones normales, no se encuentra en el cuerpo humano. Puesto que el tecnecio es inestable, sólo existen pequeñísimas trazas en la corteza terrestre originadas por la fisión espontánea del uranio. Sólo se ha encontrado en muy pequeñas cantidades en la naturaleza (en un principio se pensó que no existía en la naturaleza) y que se obtiene de forma sintética. Su principal aplicación es en medicina para técnicas de diagnóstico. El tecnecio fue el primer elemento en ser producido artificialmente. No tiene isótopos estables. Historia Descubridor: Carlo Perrier, Emilio Segre. Lugar de descubrimiento: Italia. Año de descubrimiento: 1937. Origen del nombre: De la palabra griega "technikos" que significa "artificial", ya que fue el primer elemento obtenido artificialmente. Obtención: Fue predicha su existencia de acuerdo con la tabla periódica de Mendeleiev, se le dio el nombre de eka-manganeso, ya que debería tener propiedades análogas al manganeso. Se encontró en el espectro de algunas estrellas (no se encuentra de manera natural en la tierra, ya que es artificial). parece ser que Nodack y Tacke lo detectaron espectroscópicamente en 1925 y le dieron el nombre de Masurio. Fue descubierto realmente por Perrier y Segre en una muestra de molibdeno que había sido bombardeada con deuterones en el ciclotrón de Berkeley. Todos sus isótopos eran radiactivos, no eran estables. Métodos de obtención: Se obtiene por reducción del pertecnato de amonio, NH4TcO4, con hidrógeno.

Aplicaciones: El tecnecio se puede aplicar de diferentes maneras, por ejemplo protegiendo aceros frente a la corrosión, pero debido a los problemas de su producción (en reactores nucleares), estas aplicaciones están muy limitadas. En medicina se emplean compuestos con el isótopo 99Tc como radio fármacos y el isótopo 95Tc se usa como trazador radiactivo. Es superconductor por debajo de los 11 K. Sólo puede emplearse en sitios cerrados, ya que es un material radiactivo. Asimismo, es un emisor gamma, con una energía de unos 140 keV, por lo que puede ser detectado mediante un contador de centelleo. El tecnecio se utiliza en procedimientos de medicina nuclear, principalmente para detectar tumores y desordenes en el sistema circulatorio. También se utiliza para la calibración de equipos científicos y se ha estudiado la posibilidad de emplear el isotopo 99Tc en baterías nucleares opto eléctricas. Renio (Rn) Es un metal de transición de color blanco plateado, brillante, y tiene uno de los puntos de fusión más altos de todos los metales, sólo superado por el wolframio. Es sólido, refractario y resistente a la corrosión, muy utilizado en joyería y como catalizador. Sus propiedades químicas son muy parecidas a las del manganeso, es muy escaso en la corteza terrestre y se obtiene principalmente a partir de minerales de molibdeno. El renio es uno de los metales más densos que existen, ya que su densidad solo es superada por el iridio, el osmio y el platino. Presentan en un amplio rango de estados de oxidación: -1, +1, +2, +3, +4, +5, +6 y +7, siendo los más comunes +7, +6, +4, +2 y -1. Su número atómico es 75. Historia Descubridor: Walter Noddack, Ida Tacke-Noddack, Otto Berg. Lugar de descubrimiento: Alemania. Año de descubrimiento: 1925. Origen del nombre: De la palabra griega "Rhenus", nombre del río Rin. Obtención: Mediante una investigación sistemática con rayos X se descubrió el elemento en minerales de platino y en columbita. Métodos de obtención: Se obtiene a partir del procesado del molibdeno. El óxido de renio se encuentra en los polvos de los gases de tostación de la molibdenita; por reducción del mismo con hidrógeno se obtiene el elemento en forma pulvurulenta. Por reducción del perrenato amónico, NH4ReO4, con hidrógeno a alta temperatura. Aplicaciones: Se emplea como aditivo en aleaciones de wolframio y molibdeno para mejorar sus propiedades. Las de wolframio se emplean como termopares para medidas de temperaturas hasta 2200ºC y las de molibdeno son superconductoras a 10 K. Estas aleaciones se emplean en filamentos de espectrógrafos de masas y medidores de iones. El renio se utiliza en contactos eléctricos ya que posee buena resistencia al desgaste y a la corrosión al arco eléctrico. Se utiliza como flash fotográfico y para la construcción de los plumines de las estilográficas. Los catalizadores de renio se emplean en muchos procesos de hidrogenación, reformado catalítico, hidrocraqueo, etc., ya que son muy resistentes al envenenamiento por nitrógeno, azufre y fósforo. Al ser un elemento metálico refractario y resistente a la corrosión, es usado principalmente en joyería, en la construcción de filamentos para espectrómetros de masas y como catalizador de reacciones de hidrogenación y des hidrogenación en la industria química. Recientemente científicos chilenos han desarrollado un compuesto derivado del renio que ataca a las células cancerosas, pasando a ser utilizado en medicina para el diagnóstico y tratamiento del cáncer.

Bohrio (Bh) El estado del bohrio en su forma natural es desconocido, presuntamente sólido. El bohrio es un elemento químico de aspecto desconocido, probablemente metálico plateado blanco o gris. Los científicos alemanes lograron sintetizar el bohrio tras el bombardeo de un blanco del isotopo 209Bi con núcleos acelerados del isotopo 54Cr, produciendo 5 átomos del isotopo 262Bh. Tiene como número atómico el 107. Historia Descubridor: Científicos del Instituto Nuclear de Dubna. Lugar de descubrimiento: Dubna, Rusia. Año de descubrimiento: 1981. Origen del nombre: En honor del físico danés Niels Bohr. Obtención: Bombardeando 209Bi con núcleos de 54Cr. Métodos de obtención: Mediante bombardeo de bismuto con cromo. Aplicaciones: No se conocen, ya que sólo se han podido sintetizar unos pocos átomos del elemento. La familia del hierro se compone de todos los integrantes del Grupo 8 de la tabla periódica (Antiguamente VIII B). La Familia o Grupo del Hierro está conformado por los siguientes elementos: Hierro (Fe), Rutenio (Ru), Osmio (Os) y Hassio (Hs). Todos los elementos de este grupo tienen comportamientos físico-químicos representativos del nombre que los representa. En este caso es el hierro. Además este tipo de materiales son muy buenos para hacer lo que se denomina experimentos con rocas y toda clase de objetos que sean muy sólidos. En los niveles electrónicos externos de estos elementos hay 8 electrones, aunque el hierro no alcanza el estado de oxidación +8. El hassio se produce sólo en el laboratorio, no se encuentra en la naturaleza, y al referirse al grupo 8 se suele obviar este elemento. Hierro (Fe) El Hierro fue descubierto en la prehistoria y era utilizado como adorno y para fabricar armas. Es un elemento metálico, magnético, maleable y de color blanco plateado. Tiene de número atómico 26 y es uno de los elementos de transición del sistema periódico. El símbolo Fe viene del latín ferrum. Es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre (5%) aparentemente se ha combinado con níquel para formar el volumen del núcleo del planeta aunque pocas veces aparece en estado puro, es un elemento relativamente abundante en el universo: se encuentra en el Sol y en muchas estrellas. Es esencial para los humanos, ya que es la parte principal de la hemoglobina, la cual transporta el oxígeno en la sangre. El metal puro se produce en altos hornos poniendo una capa de piedra caliza. Los procesos de obtención del metal y sus aleaciones constituyen la llamada siderurgia. Aunque el hierro no se encuentra habitualmente libre en la Naturaleza (sólo en algunos pequeños yacimientos en Groenlandia y en los meteoritos), es uno de los metales que se conoce desde la prehistoria, debido a la gran abundancia de los minerales que lo contienen y a la facilidad con que éstos pueden reducirse con carbón. El hierro puro es un metal gris plateado, buen conductor de la electricidad, blando, dúctil y maleable a temperatura ordinaria, que se vuelve plástico por encima de los 790ºC. El hierro se magnetiza fácilmente a temperatura ordinaria; es difícil de magnetizar en caliente y sobre los 790ºC la propiedad magnética desaparece. Químicamente, el hierro es un metal activo. Se combina con los halógenos, azufre, fósforo, carbono y silicio. Desplaza al hidrógeno de la mayoría de los ácidos diluidos. Tiene Valencias de +2 y +3.

Expuesto al aire húmedo, se corroe lentamente, formando un óxido férrico hidratado de color marrón rojizo y textura porosa, usualmente conocido como orín. El hierro se combina directamente con la mayoría de no metales. Se disuelve en los ácidos diluidos, pero cuando se sumerge en el ácido nítrico concentrado, forma una capa de óxido que lo hace pasivo, esto es, no reacciona químicamente con ácidos ni con otras sustancias. La capa protectora de óxido se rompe fácilmente y entonces vuelve a ser activo. Forma compuestos ferrosos en los que actúa con valencia +2 y férricos en los que tiene valencia +3. Los compuestos ferrosos se oxidan fácilmente a férricos. El más importante compuesto ferroso es el sulfato ferroso (FeSO4), llamado vitriolo verde; normalmente se presenta en cristales de color verde pálido hidratados con siete moléculas de agua y se usa como un mordiente en el teñido, como medicina en tónicos y en la fabricación de tinta y pigmentos. Historia Descubridor: Desconocido. Lugar de descubrimiento: Desconocido. Año de descubrimiento: Descubierto en la antigüedad. Origen del nombre: De la palabra latina "ferrum", la cual era usada para referirse al elemento. (El símbolo deriva de las dos primeras letras del nombre en latín). Obtención: El Génesis cita que Tubalcain, de la séptima generación desde Adán fue un instructor de herreros y latoneros. En las lenguas semíticas Tubal significa "país de los metales" y Caín significa "herrero". Métodos de obtención: Mediante la siderurgia: en un alto horno se reducen los minerales de hierro con carbón a alta temperatura, obteniéndose el arrabio o hierro fundido. Aplicaciones: Obtención de aceros estructurales. El hierro fundido (arrabio) es una aleación que contiene 3 % de carbono con cantidades variables de azufre, silicio, manganeso y fósforo. Es duro, frágil y se usa para obtener otras aleaciones, incluido el acero. El hierro forjado contiene unas pocas décimas por ciento de carbono; es duro, maleable, menos fusible que el puro y tiene una estructura fibrosa. Producción de imanes. El óxido férrico se utiliza para obtener hierro, como abrasivo y en pinturas (color marrón-rojizo). El óxido ferroso-férrico (magnetita) es ferromagnético y conduce la corriente. Se usa para obtener hierro, fabricación de electrodos para la obtención electrolítica de cloro, como colorante (negro) y como abrasivo. El sulfato ferroso heptahidratado se emplea en tintorería, fabricación de tintas, desinfectante, herbicida, en fotografía y en medicina. Se encuentra, en el cuerpo humano, unido a moléculas de hemoglobina, facilitando el transporte del oxígeno por el organismo mediante los glóbulos rojos. El hierro comercialmente puro se usa para la producción de láminas de metal galvanizado y de electroimanes. Algunos compuestos de hierro son empleados para propósitos medicinales en el tratamiento de la anemia, cuando la cantidad de hemoglobina o el número de los glóbulos rojos de la sangre disminuye. El hierro se usa también en la preparación de tónicos. El óxido férrico, un polvo rojo amorfo, se obtiene por tratamiento de sales férricas con una base o por oxidación de la pirita. Se usa como pigmento, conocido como rojo hierro o rojo Veneciano; como un abrasivo para pulir y como medio magnetizable sobre discos y cintas magnéticas. El cloruro férrico, cristales brillantes de color verde oscuro, se obtiene calentando hierro en cloro, se usa en la medicina como una solución alcohólica llamada tintura de hierro. Los iones ferroso y férrico se combinan con el cianuro para formar compuestos complejos de cianuro. El ferrocianuro férrico (Fe4[Fe (CN)6]3), azul oscuro, sólido amorfo formado por la reacción de ferrocianuro de potasio con una sal férrica, se llama azul Prusia. Se usa como pigmento en la pintura y en lavandería para corregir el matiz amarillento que dejan las sales ferrosas en el agua. El ferrocianuro de potasio (K3Fe(CN)6), se obtiene a partir del ferrocianuro ferroso (Fe3[Fe(CN)6]2) y se usa en procesar papel de copia. El hierro también experimenta reacciones fisicoquímicas con el carbono que son esenciales en la formación de acero.

Rutenio (Ru) El rutenio es un metal cuyo número atómico es 44. Es un metal de color gris azulado, quebradizo, que suele acompañar al platino y manejable a altas temperaturas. Tiene valencias +2, +3, +4, +5, +6, +7 y +8, Con un estado de oxidación de +3. Es un excelente catalizador y se utiliza en reacciones que incluyen hidrogenación, isomerización, oxidación y reformación. Los usos del rutenio metálico puro son mínimos. Sus aleaciones han sido utilizadas para contactos eléctricos y en aplicaciones donde se requiere resistencia al agua y a la corrosión como en pivotes de instrumentos. Los compuestos del rutenio se encuentran muy raramente, todos estos compuestos son considerados como altamente tóxicos y como carcinógenos. Los compuestos del rutenio manchan mucho la piel. El rutenio ingerido es retenido fuertemente en los huesos. El óxido de rutenio, RuO4, es altamente tóxico y volátil, y debe ser evitado. Es bastante inactivo y no reacciona con los ácidos ni con el agua. En el aire se ataca muy lentamente formando óxido RuO2 y más rápidamente si se halla finamente dividido formando el sesquióxido inestable Ru2O3. Historia Descubridor: Karl Karlovich Klaus. Lugar de descubrimiento: Rusia. Año de descubrimiento: 1844. Origen del nombre: De la palabra latina "Ruthenia" que significa "Rusia", en honor al país donde se descubrió. Obtención: En 1827 Berzelius y Osann examinaron los residuos de la disolución con agua regia de platino bruto procedente de los Montes Urales. Mientras que Berzelius no encontró otros metales, Osann pensó que había descubierto tres nuevos metales, uno de los cuales fue llamado rutenio. En 1844 Klaus demostró que el óxido de rutenio descubierto por Osann era muy impuro y que contenía un nuevo metal, obteniéndolo a partir de la fracción insoluble en agua regia. Métodos de obtención: Se obtiene como subproducto de la purificación de níquel y oro. Allí se encuentran el platino, iridio, rodio, paladio y osmio junto con el rutenio. Separados los metales individuales en un proceso químico complejo, se obtiene cloruro de rutenio y amonio, que se reduce con hidrógeno para producir el metal en polvo. Aplicaciones: Aleado, junto con platino y paladio, se utiliza para la fabricación de contactos eléctricos con gran resistencia al desgaste, en odontología, plumillas para escribir, joyas, ejes y pivotes antimagnéticos para relojes e instrumentos de precisión y restauraciones metalizadas sobre porcelana. Por adición de un 0,1 % de rutenio se aumenta cientos de veces la resistencia del titanio a la corrosión. El dióxido de rutenio junto con el sulfuro de cadmio se emplean para descomponer sulfuro de hidrógeno. Esto se utiliza para eliminar este producto contaminante y tóxico en el refinado del petróleo y en otros procesos químicos. La aleación rutenio-molibdeno es superconductora a temperaturas del orden de -263ºC. Osmio (Os) Es un metal de Transición con número atómico de 76. En su forma metálica es el material más denso de la naturaleza, es azul grisáceo, frágil, duro, poco dúctil y brillante, incluso a altas temperaturas, aunque es difícil encontrarlo en esta forma. Es muy común en su forma de compuesto: El tetraóxido de osmio se encuentra en forma de cristales amarillentos que son volátiles. En química esto se dice que sublima, o sea pasa de estado sólido a gas sin pasar por el estado liquido. Dada la cantidad de electrones externos que el osmio posee (disponibles para enlazar) se sabe que genera compuestos espacialmente tetraédricos.

Es sintetizado a partir de polvo de osmio puro puesto en presencia de oxígeno. Es sumamente venenoso. La inhalación de una mínima cantidad de tetraóxido de osmio puede generar edemas pulmonares y posteriormente la muerte. Además, este compuesto puede teñir la cornea lo que pudiese inducir ceguera. En el laboratorio, lo mejor es guardarlo en frascos de vidrio porque atraviesa el plástico. Juega un papel importante en el desarrollo de materiales y estructuras. Su importancia Biológica esta en el papel que juega en tinción de tejidos al microscopio y recientemente su uso como estructura base para la creación de anti cancerígenos está abriendo nuevas puertas para el tratamiento de esta enfermedad. No se ataca con los ácidos ordinarios, pero se disuelve en agua regia y ácido nítrico concentrado. Al rojo vivo se oxida en el aire formando tetróxido de osmio, OsO4, y reacciona con el flúor y los álcalis. El osmio forma sales con valencias comprendidas entre +1 y +8. Tiene valencias de: +2, +3, +4, +5, +6, +7 y +8. Historia Descubridor: Smithson Tennant. Lugar de descubrimiento: Inglaterra. Año de descubrimiento: 1804. Origen del nombre: De la palabra griega "osme" que significa "olor", debido a que un compuesto de este elemento presentaba un olor muy desagradable. Obtención: Fue descubierto por Tennant en el residuo insoluble en agua regia (mezcla de ácido clorhídrico y nítrico) del platino bruto. Este residuo insoluble era de color oscuro. En él se encontró el osmio y el iridio. Métodos de obtención: Se obtiene como subproducto de la minería del níquel. Aplicaciones: Prácticamente todo el osmio se emplea en producir aleaciones muy duras con otros metales del subgrupo del platino y se utilizan para fabricar puntas de plumas estilográficas, agujas de fonógrafos, contactos eléctricos, patrones de medida y peso, etc. El tetraóxido de osmio se usa para detectar huellas dactilares y en la tinción de tejidos grasos para microscopía Hassio (Hs) El hassio es un elemento sintético de la tabla periódica cuyo número atómico es el 108. El estado del hassio en su forma natural es desconocido, presuntamente sólido. El hassio es un elemento químico de aspecto desconocido, probablemente metálico plateado blanco o gris. Se espera que el Hs tenga propiedades químicas similares a las del elemento osmio. El isótopo 265Hs fue producido en una reacción de fusión bombardeando un blanco de 208 Pb con átomos de 58Fe. Su isótopo más estable es el 269Hs, que tiene un periodo de semi desintegración de 9 segundos, y el de menor tiempo es el 264Hs, con 0.85 ms. No tiene aplicaciones, puesto que sólo se han creado unos pocos átomos de este elemento. Se cree que tiene valencias de: +1?, +2?, +3?, +4?, +5?, +6? y +7? Historia Descubridor: Peter Armbruster, Gottfried Münzenber y colaboradores. Lugar de descubrimiento: Laboratorio de Iones Pesados de Darmstadt, Alemania. Año de descubrimiento: 1984. Origen del nombre: El nombre procede del latín "Hassias" que significa "Hess" (nombre de un estado alemán). Obtención: Mediante bombardeo de un blanco de 208Pb con átomos de 58Fe según el proceso: 208Pb + 58Fe = 265Hs + n

Métodos de obtención: Se obtiene de la misma forma en que se hizo inicialmente. Aplicaciones: No tiene, puesto que sólo se han creado unos pocos átomos de este elemento.