El oro es un elemento químico cuyo número atómico es 79. Está ubicado en el grupo 11 de la tabla periódica. Es un metal precioso blando de color amarillo dorado. Su símbolo es Au (del latín aurum, ‘brillante amanecer’). Además, es uno de los metales más apreciados en joyería por sus propiedades físicas, al tener baja alterabilidad, ser muy maleable, dúctil y brillante, y valorado por su rareza, al ser un metal difícil de encontrar en la naturaleza.
Es un metal de transición blando, brillante, amarillo, pesado, maleable y dúctil. El oro no reacciona con la mayoría de los productos químicos, pero es sensible y soluble al cianuro, al mercurio, al agua regia, al cloro y a la lejía. Este metal se encuentra normalmente en estado puro, en forma de pepitas y depósitos aluviales. Es un elemento que se crea gracias a las condiciones extremas en el núcleo colapsante de las supernovas. Cuando la reacción de una fusión nuclear cesa, las capas superiores de la estrella se desploman sobre el núcleo estelar, comprimiendo y calentando la materia hasta el punto de que los núcleos más ligeros, como por ejemplo el hierro, se fusionan para dar lugar a los metales más pesados (uranio, oro, etc.). Un estudio sugiere que el oro del planeta provino de la colisión de estrellas de neutrones.
Los depósitos primarios de oro en la corteza se forman a partir de gases y líquidos muy calientes, metasomáticos, que se elevan desde el interior de la Tierra, los cuales se trasladan a la superficie a través de fallas de la corteza terrestre.
En heráldica, representa todo poder económico y es símbolo de vanidad.
Propiedades
thumb|230px|left|Una pepita de oro, expuesta en el Museo Field de Historia Natural. thumb|left|230px|Cristales sintéticos de oro El oro exhibe un color amarillo en bruto. Es considerado como el metal más maleable y dúctil que se conoce. Una onza troy (31,10 g aproximadamente) de oro puede moldearse en una lámina que cubra 28 m². Como es un metal blando, son frecuentes las aleaciones con otros metales con el fin de proporcionarle dureza.
Además, es un buen conductor del calor y de la electricidad, y no le afecta el aire ni la mayoría de los agentes químicos. Tiene una alta resistencia a la alteración química por parte del calor, la humedad y la mayoría de los agentes corrosivos, y así está bien adaptado a su uso en la acuñación de monedas y en la joyería.
Se trata de un metal muy denso, con un alto punto de fusión y una alta afinidad electrónica. Sus estados de oxidación más importantes son 1+ y 3+. También se encuentra en el estado de oxidación 2+, así como en estados de oxidación superiores, pero es menos frecuente. La estabilidad de especies y compuestos de oro con estado de oxidación III, frente a sus homólogos de grupo, hay que razonarla considerando los efectos relativistas sobre los orbitales 5d del oro.
La química del oro es más diversa que la de la plata, su vecino inmediato de grupo: seis estados de oxidación exhibe –I a III y V. El oro –I y V no tiene contrapartida en la química de la plata. Los efectos relativistas, contracción del orbital 6s, hacen al oro diferente con relación a los elementos más ligeros de su grupo: formación de interacciones Au-Au en complejos polinucleares. Las diferencias entre Ag y Au hay que buscarlas en los efectos relativistas que se ejercen sobre los electrones 5d y 6s del oro. El radio covalente de la tríada de su grupo sigue la tendencia Cu < Ag >- Au; el oro tiene un radio covalente ligeramente menor o igual al de la plata en compuestos similares, lo que podemos asignar al fenómeno conocido como “contracción relativista + contracción lantánida”.
Electrones solvatados en amoniaco líquido reducen al oro a Au-. En la serie de compuestos MAu (M: Na, K, Rb, Cs) se debilita el carácter metálico desde Na a Cs. El CsAu es un semiconductor con estructura CsCl y se describe mejor como compuesto iónico: Cs+Au-. Hay que resaltar los compuestos iónicos del oro del tipo RbAu y CsAu con estructura tipo CsCl (8:8), ya que se alcanza la configuración tipo pseudogás noble del Hg (de 6s1 a 6s²) para el ion Au- (contracción lantánida + contracción relativista máxima en los elementos Au y Hg). El subnivel 6s se acerca mucho más al núcleo y simultáneamente el 6p se separa por su expansión relativista. Con esto se justifica el comportamiento noble de estos metales. La afinidad electrónica del Au, –222,7 kJ mol−1, es comparable a la del yodo con –295,3 kJ mol−1. Recientemente se han caracterizado óxidos (M+)3Au-O2-(M = Rb, Cs) que también exhiben propiedades semiconductoras.
Reactividad
El oro es sumamente inactivo. Es inalterable por el aire, el calor, la humedad y la mayoría de los agentes químicos, aunque se disuelve en mezclas que contienen cloruros, bromuros o yoduro. También se disuelve en otras mezclas oxidantes, en cianuros alcalinos y en agua regia, una mezcla de ácido nítrico y ácido clorhídrico. Una vez disuelto en agua regia, se obtiene ácido cloroáurico, que se puede transformar en oro metal con disulfito de sodio. El oro se vuelve soluble al estar expuesto al cianuro.
Isótopos
El oro solo tiene un isótopo estable,197Au, el cual es también su único isótopo de origen natural. 36 radioisótopos han sido sintetizados variando en masa atómica entre 169 y 205. El más estable de estos es 195Au con un periodo de semidesintegración de 186,1 días. 195Au es también el único isótopo que se desintegra por captura electrónica. El menos estable es 171Au, el cual se desintegra por emisión de protones con un periodo de semidesintegración de 30 µs. La mayoría de radioisótopos del oro con masas atómicas por debajo de 197 se desintegran por alguna combinación de emisión de protones, desintegración α y desintegración β+. Las excepciones son 195Au, el cual se desintegra por captura electrónica, y 196Au, el cual tiene un camino de desintegración β- menor. Todos los radioisótopos del oro con masas atómicas por encima de 197 se desintegran por desintegración β-.
Por lo menos 32 isómeros nucleares han sido también caracterizados, variando en masa atómica entre 170 y 200. Dentro de este rango, solo 178Au, 180Au, 181Au, 182Au y 188Au no tienen isómeros. El isómero más estable del oro es 198 m²Au con un periodo de semidesintegración de 2,27 días. El isómero menos estable del oro es 177 m²Au con un periodo de semidesintegración de solo 7 ns. 184 m1Au tiene tres caminos de desintegración: desintegración β+, transición isomérica y desintegración alfa. Ningún otro isómero o isótopo del oro tiene tres caminos de desintegración.
Compuestos
right|260px|thumb|Solución acuosa de Cloruro de Oro(III). left|thumb|400px|Diagrama de Pourbaix del oro No existe evidencia del estado de oxidación IV, pero si para el Au(V) en el fluoruro AuF5 (rojo oscuro, d>60C, inestable, polimérico y diamagnético;su estructura consiste en octaedros AuF6 unidos por los vértices, generando un polímero monodimensional) y en el anión complejo [AuF6]- (oxidante fuerte, el más fuerte de las especies metálicas [MF6]-, donde tenemos una configuración de bajo espín d6).
El oro forma bastantes complejos pero pocos compuestos sencillos. No se ha aislado un óxido con Au(I), pero si el AuO que contiene Au+ y Au3+, pero el estado I solo es estable en estado sólido o en forma de complejos estables como el anión lineal [Au(CN)2]-, ya que en disolución se desproporciona en oro y oro(III).
El óxido Au2O3 se obtiene, como precipitado amorfo, Au2O3.nH2O, de color marrón, en medio alcalino a partir del halurocomplejo planocuadrado [AuCl4]-. El Au2O3 cristalino, polímero monodimensional, se obtiene mejor por vía hidrotermal y su estructura se genera con grupos planocuadrados [AuO4] unidos por vértices; es poco estable, como es de esperar, y descompone en Au y O2 a 150 °C.
La cloración de polvo de oro a 200 °C da moléculas diméricas planas de Au2Cl6, rojo (d>160 °C), que es el reactivo de partida para preparar muchos compuestos de oro; cuando se calienta a 160 °C produce el AuCl. Se conocen los tres monohaluros AuX (X = Cl, Br, I) cuya estructura se define por cadenas en zig-zag,...X-Au-X..., con puentes angulares Au-X-Au (72°-90°).
El ion dicianoaurato [Au(CN)2]- de gran importancia metalúrgica se forma con facilidad cuando se hace reaccionar oro con disoluciones de cianuros en presencia de aire o agua oxigenada. El Au(III) es d8 e isoelectrónico con Pt(II), teniendo sus complejos preferencia por la geometría plana cuadrada. La disolución de oro en agua regia o de Au2O3 en ácido clorhídrico concentrado nos da el ion tetracloroaurato(III), [AuCl4]-, que se usa como “oro líquido” para decorar cerámicas y vidrios, ya que cuando se calienta deja una película de oro. La evaporación de estas disoluciones producen cristales amarillos de (H3O)[AuCl4].3H2O; las disoluciones acuosas de esta sal generan un medio fuertemente ácido. Este anión tetracloroaurato(III),[AuCl4]-, se hidroliza fácilmente a [AuCl3OH]-.
El “tricloruro de oro” (Au2Cl6) y el “ácido cloroáurico” ((H3O)[AuCl4].3H2O) son algunos de los compuestos más comunes de oro.
También existen otros aniones planocuadrados del tipo [AuX4]-, siendo X: F-,Cl-, Br-, I-, CN-, SCN- y NO3-; este último es uno de los pocos ejemplos auténticos donde el ion nitrato actúa como ligando monodentado, al igual que en los complejos equivalentes de Pd(II) y Pt(II).
Por otro lado se conocen cationes complejos con amoniaco, aminas, piridina y con ligandos quelatos como etilendiamina: [Au(NH3)4]3+ y [AuCl2(py)2]+. En el complejo [Au Cl2 (en)2]+ aparece una coordinación rara para el Au(III) en un entorno octaédrico distorsionado.
La mayoría de los compuestos que se cree que contienen oro(II) en realidad son compuestos de valencia mixta, como el dicloruro de oro que en realidad es el tetrámero (AuI)2(AuIII)2Cl8 donde aparece Au(III) planocuadrado y Au(I) lineal y su color oscuro se origina por la transferencia de carga entre ambos centros metálicos.
También forma cúmulos de oro (compuestos clúster), aspecto desconocido en la química del cobre, su homólogo de grupo más ligero. En este tipo de compuestos hay enlaces entre los átomos de oro que están favorecidos por los efectos relativistas. A algunos de estos compuestos se les denomina “oro líquido”. El clúster trimetálico más voluminoso caracterizado por difracción de rayos-X corresponde al macroanión,[(Ph3P)10 Au12Ag12PtCl7]-, en cuya formación juega un rol importante el oro. Este contiene 25 átomos de elementos vecinos del bloque d y sin participación de metales ligeros de la primera serie de transición: 12Au + 12Ag + 1Pt. Esta clase de clúster queda definida estructuralmente por dos icosaedros Au6Ag6 unidos por un vértice común de oro, situándose en el centro de un icosaedro un átomo de platino y en el segundo el atómo central es de oro.
Historia
thumb|Sepultura 43 de la necrópolis de Varna, primer oro trabajado del mundo. El oro ha sido conocido y utilizado por los artesanos desde el Calcolítico. Artefactos de oro fabricados desde el , como los provenientes de la necrópolis de Varna (primer oro trabajado del mundo), han sido encontrados en los Balcanes. Otros artefactos de oro, como los sombreros de oro y el disco de Nebra, aparecieron en Europa Central desde el en la Edad del Bronce. El oro se conoce desde la prehistoria. En el Antiguo Egipto, el faraón Dyer (3000 a. C.) llevaba en su título un jeroglífico referente al metal, y también se menciona varias veces en el Antiguo Testamento. Se ha considerado uno de los metales más preciosos a lo largo de la Historia, y como "valor patrón" se ha empleado profusamente, acuñado en monedas.
En la antigüedad algunos creían que ingerir sus alimentos diarios servidos en platos de oro podría prolongar su tiempo de vida y retardar el envejecimiento. También durante la gran peste negra en Europa algunos alquimistas pensaron que podrían curar a los enfermos haciéndoles ingerir oro finamente pulverizado.