Los metales más reactivos son los elementos de los grupos I y II, ubicados en el lado izquierdo de la tabla periódica. Un metal se considera reactivo cuando reacciona fuerte y rápidamente con otros elementos. La reactividad de un metal aumenta a medida que descendemos en la tabla periódica.
La excepción es el hidrógeno, que no se considera un metal y se encuentra en la esquina superior izquierda de la tabla periódica de los elementos químicos de Mendeleev.
Los metales más activos del mundo
Según su reactividad, los elementos metálicos que figuran en la tabla periódica de los elementos químicos se dividen en tres grupos:
- Metales activos.
- metales de actividad media.
- Metales de baja actividad.
Los metales más activos en la Tierra son el litio, el cesio y el francio.
El cesio es el más reactivo de los elementos no radiactivos. Es un metal raro, de color amarillo plateado y brillante, con un número atómico (el número de protones en el núcleo) de 55. Es un elemento muy blando que se derrite en las manos, si no explota antes, ya que reacciona fuertemente a la humedad.
También existe un elemento altamente radiactivo, el francio, que podría ser más reactivo que el cesio. Probablemente nunca sabremos si esto es cierto o no, ya que el francio no solo es extremadamente radiactivo, sino también un metal extremadamente raro.
El litio, el último de los tres metales más reactivos, posee una propiedad interesante: confiere un color carmesí a las llamas.
Aquí tenéis una demostración en vídeo de la actividad del litio, el sodio, el potasio, el rubidio y el cesio.
¿Qué es el cesio?
El cesio es un metal alcalino. Es altamente reactivo y no se encuentra en la naturaleza. Estos metales también son muy dúctiles y buenos conductores térmicos y eléctricos.
El cesio fue el primer elemento detectable con un espectroscopio. Fue descubierto en 1860 por los químicos alemanes Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff mientras analizaban el espectro del agua mineral del manantial de Bad Dürkheim.
El cesio se encuentra de forma natural en los minerales polucita y lepidolita. También está presente en muchos aluminosilicatos, como el berilo, la petalita y la carnalita. El yacimiento de cesio más rico conocido se ubica en Canadá, a orillas del lago Bernic. Contiene aproximadamente 701 TP3T de todas las reservas de la Tierra. Curiosamente, este lago es sede de un festival anual del cesio (el 24 de febrero), donde se queman toneladas de esta sustancia en la nieve y se desata una auténtica locura por el cesio.
El cesio también es un subproducto de la fisión nuclear en los reactores.
Propiedades del cesio
Aunque el cesio no es el metal más pesado del mundo, es el más activo y posee una serie de propiedades únicas:
- Arde espontáneamente en el aire y explota instantáneamente al entrar en contacto con agua o humedad en cualquier forma, incluso hielo hasta -116 °C.
- Arde con una brillante llama azul. Para los no iniciados, la llama parece púrpura en lugar de azul, pero con suficiente meditación, estudio de la química y horas de contemplación sobre la combustión del cesio, se revela la verdadera naturaleza azul de su llama.
- El nombre "cesio" proviene de las dos brillantes líneas azules en su espectro de emisión. Traducido del latín, "caesius" significa "azul cielo".
- Su hidróxido (en estado líquido fundido) puede corroer la carne, el vidrio y muchas otras sustancias. Solo el rodio metálico y algunas de sus aleaciones pueden resistir el hidróxido de cesio fundido.
- El yoduro y el bromuro de cesio se utilizan como componentes principales en la producción de óptica de alta precisión, incluyendo visores nocturnos, gafas y binoculares. El cesio también se ha utilizado experimentalmente en sistemas de propulsión iónica para naves espaciales debido a su bajo potencial de ionización.
- El cesio se utiliza para crear los relojes atómicos más precisos. Incluso los mejores relojes de pulsera del mundo pueden perder varios segundos o incluso un minuto. Pero los relojes atómicos basados en cesio solo pierden un segundo cada cinco mil millones de años.
- El cesio natural se compone de un isótopo estable, el Cs-133. Se conocen otros treinta isótopos radiactivos, que van desde el Cs-114 hasta el Cs-145. El cesio-137 (también conocido como radiocesio) es uno de los componentes biológicamente más peligrosos de los residuos radiactivos y la lluvia radiactiva. Se acumula en los organismos vivos e incluso en los hongos, y los niveles más altos se encuentran en los renos y las aves acuáticas de Norteamérica.
Los seres humanos y los animales están constantemente expuestos a cantidades mínimas de cesio al comer, respirar y beber. Si bien es poco probable que enfermemos solo por el cesio, la exposición prolongada puede provocar efectos adversos para la salud, como náuseas, vómitos, hemorragias y daño celular.
Cesio y tratamiento del cáncer
Paracelso incluso afirmó que todo es veneno y todo es medicina. Todo es cuestión de dosis. Y en lo que respecta al cesio, las palabras de Paracelso son absolutamente ciertas.
Actualmente se está estudiando la eficacia del cesio en el tratamiento de varios tipos de cáncer, incluidos los tumores cerebrales. El cesio-131, un isótopo radiactivo del cesio, se coloca en una cápsula de braquiterapia ("semilla") junto con otro isótopo radiactivo (yodo-125).
Según la Sociedad Americana de Braquiterapia, una cápsula de braquiterapia es una "cápsula" radiactiva que se coloca directamente en el tejido canceroso. Estas semillas son eficaces contra varios tipos de cáncer, incluidos el de próstata, el de cuello uterino y el de endometrio.
En un estudio, a un grupo de 24 pacientes con tumores cerebrales se les implantaron semillas de braquiterapia de cesio-131. Se observaron efectos secundarios mínimos y, en general, los pacientes toleraron bien este tratamiento.
La idea de utilizar semillas de braquiterapia de cesio-131 como tratamiento contra el cáncer surgió ya en la década de 1960 y se describió en un estudio publicado en la revista Radiology. Un estudio de 2009 publicado en la revista Medical Physics analizó el uso de semillas de cesio-131 para el tratamiento del cáncer de próstata, con resultados positivos.
Se necesita más investigación antes de que la terapia con cesio pueda consolidarse en la medicina. Sin embargo, hasta el momento, los estudios demuestran que el uso de cesio-131 en el tratamiento de tumores cancerosos mediante braquiterapia es prometedor.
Comparación del cesio y el francio
Al igual que el cesio, el francio (Fr) es un metal alcalino (solo radiactivo) y tiene una actividad química extremadamente alta.
- La densidad del francio es de 1,87 gramos por centímetro cúbico, lo que es comparable a la densidad del cesio: 1,879 gramos por centímetro cúbico.
- El cesio y el francio son dos de los cuatro metales que son líquidos a temperatura ambiente. El mercurio y el galio también presentan esta propiedad.
- El cesio reacciona con el agua de forma espectacular y explosiva, formando hidróxido de cesio (CsOH) e hidrógeno gaseoso (H₂). El francio y el agua tampoco se llevan bien, y cuando reaccionan, forman el álcali más fuerte: el hidróxido de francio.
- Al igual que el cesio, el francio se acumula en los organismos vivos. Por lo tanto, sus isótopos se utilizan en medicina, diagnóstico del cáncer y diversas investigaciones biológicas.
- En términos de abundancia, el cesio supera con creces al francio. Anualmente se extraen alrededor de 20 toneladas de mineral de cesio enriquecido en todo el mundo. Según la tabla periódica, el cesio es el quincuagésimo elemento más abundante en la corteza terrestre. El francio, por otro lado, representa aproximadamente 340 gramos de la corteza terrestre.
Es decir, en cuanto a sus propiedades, los dos metales más activos del planeta son muy similares.
Comparaciones entre cesio y litio
El litio es uno de los tres metales más reactivos del planeta. Es un componente clave en las baterías que alimentan teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y vehículos eléctricos. Más de la mitad de las reservas mundiales de litio provienen del "Triángulo del Litio": Bolivia, Chile y Argentina. La mayor fuente de litio proveniente de la sal es el desierto de Atacama en Chile.
- Al igual que el cesio, el litio es un metal alcalino. Y, como el cesio, en la naturaleza solo se encuentra en forma de compuestos. Sin embargo, se hallan trazas de litio en casi todas las rocas ígneas y en muchos manantiales minerales. Fue uno de los tres elementos creados en el Big Bang, junto con el hidrógeno y el helio.
- La corteza terrestre contiene poco litio y cesio: 21 g/t y 3,7 g/t, respectivamente.
- Mientras que el cesio se inflama en el aire al exponerse al oxígeno, el litio puede almacenarse incluso al aire libre durante un tiempo. Esta "tolerancia" convierte al litio en el único metal alcalino que no requiere almacenamiento en queroseno. También puede inflamarse al exponerse al oxígeno, pero solo a altas temperaturas.
- El litio es el metal menos denso (0,533 g/cm³). El cesio es mucho más denso: 1,879 gramos por centímetro cúbico. Su ligereza permite almacenar energía sin añadir peso a los dispositivos.
- Sin embargo, el litio le hace la competencia al cesio en cuanto a bajo punto de fusión. Su punto de fusión es de 180,5 grados Celsius, mientras que el cesio se funde a 28,4 grados Celsius.
- Sin embargo, el litio hierve rápidamente, a 134 grados, mientras que hervir el cesio no es fácil; se requiere una temperatura de 678 grados.
- Tanto el litio como el cesio se cortan fácilmente con un cuchillo común.