Metal pesado

Keywords: Metal pesado, Aluminio, Arsénico, Berilio, Cadmio, Centímetro cúbico, Cisteína, Densidad, Elemento químico

Los metales pesados son un grupo de elementos químicos que presentan una densidad relativamente alta y cierta toxicidad para el ser humano.

Elemento	Densidad (g/cm³)
Mercurio	13,6
Talio	11,85
Plomo	11,3
Cadmio	8,65
Arsénico	5,7
Aluminio	2,70
Berilio	1,85

El término "metal pesado" no está bien definido. A veces se emplea el criterio de densidad. Por ejemplo, metales de densidad mayor que 4,5 g/cm³, pero los valores en la bibliografía pueden ir desde 4 g/cm³ hasta 7 g/cm³. Otros criterios empleados son el número atómico y el peso atómico. Además, el término siempre suele estar relacionado con la toxicidad que presentan, aunque en este caso también se emplea el término "elemento tóxico" o "metal tóxico".

Muchos de los metales que tienen una densidad alta no son especialmente tóxicos y algunos son elementos esenciales en el ser humano, independientemente de que a determinadas concentraciones puedan ser tóxicos en alguna de sus formas. Sin embargo, hay una serie de elementos que en alguna de sus formas pueden representar un serio problema medioambiental y es común referirse a ellos con el término genérico de "metales pesados".

Los metales pesados tóxicos más conocidos son el mercurio, el plomo, el cadmio y el talio. También se suele incluir un semimetal como es el arsénico y, en raras ocasiones, algún no metal como el selenio. A veces también se habla de contaminación por metales pesados incluyendo otros elementos tóxicos más ligeros, como el berilio o el aluminio.

Comportamiento ácido

	Ácidos	Bases
Duros	H⁺, Li⁺, Na⁺, Be²⁺, Cr³⁺, Al³⁺	O^2-, NO₃^3-, F^-, OH^-, H₂O, NH₃, SO₄^2-
Blandos	Au⁺, Ag⁺, Cu⁺, Tl⁺, Hg₂²⁺, Hg²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺	R₂S, H^-, CN^-, SCN, CO, I^-, R^-

Desde el punto de vista químico se pueden dividir los cationes de los metales en ácidos de Lewis duros y en ácidos de Lewis blandos. La blandura o dureza de un catión o un anión se puede relacionar con su polarizabilidad, y ésta con la relación carga/radio.

Los iones con una relación carga/radio alta son duros, mientras que los de relación carga/radio baja son blandos. Los ácidos blandos tienden a enlazarse con bases blandas y los ácidos duros con bases duras.

Según esta clasificación los considerados generalmente como metales pesados tóxicos como el cadmio, el mercurio o el plomo, tienen cationes, como por ejemplo el Cd²⁺, Hg²⁺ o Pb²⁺, que son ácidos de Lewis blandos. Estos ácidos de Lewis tienen tendencia a enlazarse a bases blandas, por ejemplo a los restos cisteinato (contienen el grupo RS^-, una base blanda) de proteínas, ejerciendo de esta forma su acción tóxica.

Sin embargo estos elementos tóxicos también pueden actuar de otras formas, por ejemplo sustituyendo a un catión metálico que realiza una función en el organismo, por tener características similares. Así, el Cd²⁺ puede sustituir al Zn²⁺ o al Ca²⁺. En el primer caso afecta a proteínas que contienen zinc y en el caso del calcio afecta a los huesos.

En el caso del Al³⁺ y el Be²⁺, son ácidos de Lewis duros y no ejercen su efecto tóxico enlazándose a los restos cisteinato, sino que actúan de otras formas.