«Nada es demasiado maravilloso para ser verdad, si es compatible con las leyes de la naturaleza». – Michael Faraday

Hoy es Martes 13, una fecha rodeada de supersticiones, creencias populares y una fama que lleva siglos acompañando a este número.

Y por eso me pareció un buen momento para mirarlo desde una perspectiva diferente. Porque, cuando hablamos del 13, la química también tiene unas cuantas historias interesantes que contar.

Cuando el 13 aparece en la tabla periódica

El grupo 13 reúne seis elementos: boro, aluminio, galio, indio, talio y nihonio.

Comparten algunos rasgos químicos, pero sus propiedades cambian mucho de uno a otro. En esta misma columna encontramos desde un metaloide hasta metales con comportamientos muy particulares y, al final, un elemento superpesado que solo puede producirse artificialmente.

Y ahí es donde el 13 empieza a ponerse interesante.

Boro: capaz de capturar neutrones

El boro (B) abre el grupo 13 y es también el integrante que más se diferencia de los demás. Es un metaloide, es decir, un elemento con propiedades intermedias entre las de los metales y los no metales, mientras que al descender por el grupo el carácter metálico se hace mucho más evidente.

Una de sus peculiaridades está en el boro-10, uno de sus dos isótopos naturales. Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones. El boro-10 tiene una elevada capacidad para absorber neutrones, una propiedad que permite utilizar materiales que contienen boro para controlar las reacciones en reactores nucleares y fabricar detectores de neutrones.

También aparece mucho más cerca de nuestra vida cotidiana de lo que podría parecer. El óxido de boro forma parte del vidrio de borosilicato, conocido por su resistencia al calor y a los cambios bruscos de temperatura. Por eso es especialmente útil para fabricar material de laboratorio.

Aluminio: el 13 por partida doble

El aluminio (Al) tiene aquí un protagonismo especial: es el elemento número 13 y pertenece al grupo 13.

Hoy cuesta imaginarlo como un material exclusivo. Está presente en envases, estructuras, vehículos, cables y multitud de objetos cotidianos. Hubo una época, sin embargo, en la que obtener aluminio metálico era tan complicado que llegó a adquirir el estatus de metal precioso.

En la Exposición de París de 1855, una barra de aluminio llegó a exhibirse junto a las joyas de la Corona francesa. El problema estaba en separarlo de los compuestos en los que aparece en la naturaleza, una tarea que durante mucho tiempo resultó difícil y costosa. Aquel lujo cambiaría radicalmente unas décadas después.

En 1886, el químico estadounidense Charles Martin Hall y el ingeniero francés Paul Héroult desarrollaron, de manera independiente y prácticamente simultánea, un procedimiento electrolítico que permitió producir aluminio de forma mucho más económica. El proceso Hall-Héroult continúa siendo la base de la producción industrial de aluminio.

De metal de lujo a lata de refresco. Pocos elementos pueden presumir de un cambio de estatus semejante.

Galio: el metal que puede derretirse en la mano

Aquí llegamos probablemente a la estrella visual del grupo.

El galio (Ga) tiene un punto de fusión de apenas 29,76 °C. Una pequeña pieza sólida puede empezar a fundirse simplemente al mantenerla sobre una mano suficientemente caliente.

Y guarda otra rareza: se expande al solidificarse. El galio sólido es menos denso que el líquido, por lo que puede llegar a flotar sobre él.

Su historia resulta todavía más interesante. El químico ruso Dmitri Mendeléiev predijo su existencia antes de que hubiera sido descubierto. Había observado un hueco debajo del aluminio en su tabla periódica y llegó a estimar varias propiedades del elemento que debía ocuparlo.

Cuando el químico francés Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran descubrió el galio en 1875 mediante espectroscopia (una técnica que permite identificar elementos analizando la luz que emiten o absorben), algunas de aquellas predicciones resultaron sorprendentemente precisas. La predicción incluía incluso una densidad muy próxima al valor real.

Fue una demostración espectacular de algo que hoy damos por hecho: la tabla periódica podía predecir la existencia y las propiedades aproximadas de elementos todavía desconocidos.

Indio: probablemente has utilizado uno de sus compuestos hoy

El indio (In) pasa bastante más desapercibido, aunque alguno de sus compuestos puede estar literalmente delante de nuestros dedos.

Una gran parte se utiliza para fabricar óxido de indio y estaño (ITO, por sus siglas en inglés, indium tin oxide). Este material reúne dos propiedades especialmente útiles: conduce la electricidad y es transparente. Por eso forma parte de pantallas táctiles, televisores de pantalla plana y paneles solares.

Su nombre también tiene una historia curiosa. Al estudiarlo mediante espectroscopia apareció una intensa línea índigo, y de aquel color surgió el nombre indium.

Y todavía queda una rareza más.

Cuando se dobla una pieza de indio puro puede producirse un pequeño sonido agudo, conocido como el “grito” del indio. Es un fenómeno parecido al famoso grito del estaño, aunque el término resulte bastante más dramático que el sonido real.

Talio: el lado más oscuro del grupo

El talio (Tl) cambia bastante el tono de la historia.

Es un elemento muy tóxico. El sulfato de talio llegó a emplearse como rodenticida y presenta una característica especialmente problemática: es inodoro e insípido. Su toxicidad explica buena parte de la inquietante reputación que acabó adquiriendo.

Curiosamente, también fue descubierto gracias a la luz.

En 1861, el químico y físico británico William Crookes observó mediante espectroscopia una intensa línea verde que no correspondía a ningún elemento conocido. El propio nombre thallium procede del griego thallos, relacionado con un brote o ramita verde.

Y aquí la química se cruza inesperadamente con la literatura.

La escritora británica Agatha Christie utilizó el talio como veneno en su novela The Pale Horse. Su experiencia trabajando en una farmacia durante la Primera Guerra Mundial le había proporcionado un conocimiento considerable sobre sustancias tóxicas, algo que terminaría apareciendo en muchas de sus historias.

Química, espectroscopia y novela de misterio en un mismo elemento. Bastante apropiado para un Martes 13.

Nihonio: fabricar un átomo y esperar que exista el tiempo suficiente.

El último integrante del grupo juega en otra liga.

El nihonio (Nh) tiene número atómico 113 y es un elemento superpesado y sintético. No existe una mina de nihonio ni una muestra que podamos guardar dentro de un frasco. Sus átomos tienen que producirse mediante reacciones nucleares en un acelerador de partículas y son extraordinariamente inestables. El elemento 113 se convirtió así en uno de los grandes retos de la búsqueda de nuevos elementos superpesados.

La dificultad de conseguirlo es difícil de imaginar.

En RIKEN (abreviatura de Rikagaku Kenkyūjo, literalmente Instituto de Investigación Física y Química de Japón), los investigadores hicieron colisionar iones de zinc, es decir, átomos de zinc con carga eléctrica, contra un blanco de bismuto durante 80 días seguidos para obtener un único evento en el que se formó el elemento 113. Según el propio centro, hicieron falta alrededor de cien billones de colisiones entre núcleos para conseguirlo.

Años de trabajo para detectar unos pocos átomos que, además, desaparecen casi inmediatamente. Los isótopos producidos por el equipo japonés duraban menos de una milésima de segundo antes de desintegrarse. Esa inestabilidad forma parte precisamente de lo que hace tan difícil estudiar los elementos superpesados.

En 2015, la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry, Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) reconoció oficialmente el descubrimiento realizado por el equipo de RIKEN y le concedió el derecho a proponer un nombre. La IUPAC es, entre otras funciones, la autoridad internacional encargada de establecer la nomenclatura química y aprobar los nombres de los nuevos elementos.

El nombre nihonio fue aprobado oficialmente en 2016 y procede de Nihon, una de las formas de decir Japón en japonés.

Fue, además, el primer elemento descubierto en Asia que obtuvo un lugar reconocido oficialmente en la tabla periódica.

Así queda bastante más autosuficiente: el lector sabe quién era cada persona, qué significan las siglas y qué quieren decir los términos técnicos la primera vez que aparecen, sin convertir el artículo en una clase teórica.

Y después de recorrerlos uno a uno, así se ve el grupo 13 de un vistazo.

Después de todo, el 13 tiene buena química.

Empezamos con un número famoso por la mala suerte y terminamos con un isótopo que captura neutrones, un metal que pasó de objeto de lujo a material cotidiano, otro que puede derretirse prácticamente en la mano, un elemento relacionado con nuestras pantallas, otro digno de una novela de misterio y uno que hubo que perseguir átomo a átomo.

No está nada mal para una sola columna de la tabla periódica.

El grupo 13 demuestra que detrás de los símbolos y números que vemos en ella hay historias que van mucho más allá de memorizar propiedades, configuraciones electrónicas o estados de oxidación.

Y hoy parecía un buen día para contar algunas de ellas.

Sin más que añadir, feliz Martes 13. Gracias, como siempre, por leerme, y… ¡Hasta la próxima!