Elementos Del Bloque F

Introducción

Se conoce como tierras raras, al grupo de elementos de la tabla periódica que ocupan el bloque “f”. El grupo se encuentra formado por la serie de los lantánidos y los actínidos, constituyendo los periodos 6 y 7 de la tabla periódica respectivamente. Se caracterizan entre otras cosas por poseer radios iónicos y comportamientos químicos, muy similares entre sí.

El nombre de tierras raras, deriva de la denominación antigua de la palabra óxido, que era precisamente, tierra. A pesar de llamarse “raras”, no escasean en la corteza terrestre, llegando a ser en algunos casos, como por ejemplo, el itrio, más abundantes que elementos tan comunes como el plomo. Realmente se les denomina con el término de raras, debido a la dificultad que tiene separar a los elementos de los minerales en los que se encuentran.

El primer problema que presenta el grupo de elementos tierras raras, los cuales van numerados desde el 57 al 70, es su terminología. Pues los elementos que van del lantano al terbio se conocen como lantánidos o lantanoides, y corresponden al llenado del conjunto de orbitales 4f. En cambio, otros elementos frecuentemente se consideran parte del mismo conjunto, estos son los elementos del grupo tres, el escanio, itrio y el lutecio. Se puede utilizar también el término “metales de tierras raras”, para hacer referencia a los elementos lactanoides en su conjunto, incluyendo así a los del grupo tres, ya mencionados. Sin embargo, la detonación tierra rara, en sí puede prestarse a confusión, pues como ya habíamos dicho, mucho de estos elementos son bastante abundantes y comunes. Por ejemplo, el elemento cerio, es tan abundante, como lo es el cobre.

También hay discordia entre los químicos, en la cuestión de cuál es el grupo de elementos que forman realmente a los lantanoides, pues algunos dicen que estos van del cerio al lutecio, mientras otros afirman que van del lantano al iterbio. Este problema se hace evidente cuando se examinan las configuraciones electrónicas. Generalmente todos los diseños de tablas periódicas de uso convencional, muestran al lutecio como un lantanoide, la configuración electrónica de este en realidad se ajusta más a la tercera serie de los elementos de transición. Sin embargo, debido a que los 15 elementos del lantano al lutecio poseen bastantes características en común, se hace más lógico considerarlos juntos.

Estos metales son todos densos moderadamente y blandos, con puntos de fusión que oscilan en torno a los 1000ºC, y puntos de ebullición cerca de los 3000ºC. Químicamente hablando, los metales poseen una reactividad muy similar a la de los elementos que conforman el grupo de los alcalinotérreos. Como ejemplo de esta similitud, el hecho de que todos ellos reaccionan con el agua para dar lugar al hidróxido del metal más hidrógeno gas.

Fue en Suecia, donde se descubrió por vez primera un mineral de tierras raras, de donde salieron elementos con nombres como el itrio, terbio, erbio, e iterbio.

Los metales de las tierras raras no tienen demasiados usos, teniendo además una producción anual en torno a las 20000 toneladas. La mayoría de los metales de este tipo se utilizan como aditivos de aceros especiales. Sin embargo, en casi todas las casas hay compuestos lactanoides pues se utilizan en las sustancias fosforescentes que se encuentran en las televisiones a color.

En cuanto a los actinoides, estos son todos radiactivos, con vidas medias bastante largas como para permitir la presencia de estos metales en los minerales de la Tierra. El único actinoide que podemos encontrar en los hogares comunes es el americio 241, pues es la base de todos los detectores de humo.

Elementos que conforman el bloque “F”

 Serie de los Lantánidos:

Esta serie esta formada por los elementos del lantano hasta el lutecio. Sin contar con el Pm que es escaso, los demás no son “raros” pues el Tm que es el menos abundante es, por ejemplo, mas abundante que el Yodo. Todos son metálicos.

Algunas de sus características son:

• Todos son blandos y moderadamente densos.

• Todos presentan el estado de oxidación 3+, aunque no exclusivamente.

• Funden cerca de los 1000 °C y hierven a 3000 °C aproximadamente.

• Su reactividad es parecida a la de los alcalinotérreos.

• Todos se oxidan en agua

ø Elementos que forman el grupo de los Lantánidos:

Lantano (La):

Etimología: del griego lantano (estoy escondido)

Elemento químico, símbolo La, con número atómico 57 y peso atómico 138.91. El lantano, segundo elemento más abundante del grupo de las tierras raras, es un metal. En estado natural, es una mezcla de los isótopos 138La y 139La. Se encuentra asociado con otras tierras raras en monacita, bastnasita y otros minerales. Es uno de los productos radiactivos de la fisión del uranio, el torio o el plutonio. Es el elemento más básico de las tierras raras e ingrediente importante en la manufactura del vidrio. Proporciona un alto índice de refracción al vidrio y se utiliza en la fabricación de lentes de gran calidad.

Cerio (Ce):

Etimología: del asteroide Ceres descubierto en 1801

Elemento químico, Ce, número atómico 58, peso atómico 140.12. Es el elemento metálico más abundante del grupo de las tierras raras en la tabla periódica. El elemento natural está constituido de los isótopos 136Ce, 138Ce, 140Ce y 142Ce. El 142Ce radiactivo tiene una vida media de 5 x 1015 años. El cerio se encuentra mezclado con otras tierras raras en muchos minerales, en particular en monacita y blastnasita y también se halla entre los productos de la fisión de uranio, torio y plutonio.

El dióxido de cerio se emplea en las industrias ópticas para la pulimentación de lentes. Algunas de sus sales se usan en fotografía, cerámica e industrias textiles. Uno de los muchos usos de sus aleaciones es la fabricación de piedras de mechero.

Praseodimio (Pr):

Etimología: del griego prasios (verde pálido) y didimos (gemelo)

Elemento químico, símbolo Pr, número atómico 59 y peso atómico 140.907. El praseodimio es un elemento metálico del grupo de las tierras raras. El óxido es un polvo negro cuya composición varía según el método de preparación. Si se oxida bajo una presión alta de oxígeno puede aproximarse a la composición PrO2. El óxido negro se disuelve en ácido con liberación de oxígeno para dar soluciones verdes o sales verdes que tienen aplicación en la industria de la cerámica para colorear esmaltes y vidrios.

El uso principal del praseodimio es como agente de aleaciones con magnesio para crear metales de elevada dureza que son usados en motores de aviones. El praseodimio también compone el 5 % del metal de Misch, un material que es usado para hacer piedras de mecheros. El praseodimio forma el núcleo de las lámparas de arco voltaico de carbono que son usadas en la industria del cine para las luces de los estudios y de los proyectores. Las sales de praseodimio son usadas para dar color amarillo a los cristales y los esmaltes. El praseodimio es también un componente del gas didimio, que se usa para hacer ciertos tipos de gafas protectoras para soldadores y sopladores de vidrio.

Neodimio (Nd):

Etimología: del griego neo (nuevo) y didimos (gemelo)

Elemento químico metálico, símbolo Nd, número atómico 60, peso atómico 144.24. Pertenece al grupo de las tierras raras. Se encuentra en la naturaleza en seis isótopos.

Es uno de los elementos más reactivos de entre las tierras raras. En el aire se oxida rápidamente dando lugar a un óxido que se desprende de la superficie dejando que el proceso continúe. En agua se oxida liberando hidrógeno.

El nedimio forma hasta un 18% del metal Misch, un material que es usado para hacer piedras de mecheros. El neodimio también es un componente del cristal didimio, que se usa para hacer ciertos tipos de gafas protectoras para soldadores y sopladores de vidrio. El neodimio se añade al cristal para eliminar el color verde provocado por los contaminantes de hierro. También puede ser añadido al cristal para crear coloraciones violeta, roja o gris. Algunos tipos de cristal que contienen neodimio son usados por astrónomos para calibrar aparatos llamados espectrómetros y otros tipos son usados para crear rubíes artificiales para láser. Algunas sales de neodimio son usadas para colorear esmaltes y vidrios.

Prometio (Pm):

Etimología: del griego Prometheos (personaje mitológico que robo el fuego de los cielos)

Elemento quimico, símbolo Pm, numero atomico 61, su peso atomico es de147. No se ha encontrado en la Tierra pero si en una estrella de la constelación de Andrómeda aunque algunos científicos han reclamado haber descubierto este elemento en la naturaleza tras la observación de ciertas líneas espectrales, nadie ha podido aislar el elemento 61 de materiales que se presentan en la naturaleza. Se produce artificialmente en los reactores nucleares, ya que es uno de los elementos que resulta de la fisión del uranio, torio y plutonio.

Todos los isótopos conocidos son radiactivos. Se utiliza principalmente en la investigación con trazadores. Su principal aplicación la encontramos en la industria del fósforo. También se usa en la manufactura de calibradores de aberturas y en baterías nucleares empleadas en aplicaciones espaciales.

El prometio podría ser usado para hacer una batería que funcione con energía nuclear. Este tipo de batería usaría las partículas beta emitidas por la transformación del prometio para hacer que un fósforo diera luz. Esta luz sería

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