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EL BLOQUE F
Nieves Romero Rosa María Vargas García María Elena Villasana Herrera Alí Kevin
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Introducción.
Características y Propiedades de lantanoides y
actinoides.
Aplicaciones y usos de los compuestos.
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Se colocó a este conjunto de 14 elementos debajo del cuerpo de la tabla periódica. Esto fue sólo después del desarrollo de los modelos de estructura electrónica que se hizo evidente que estos elementos correspondían al llenado del conjunto de orbitales 4f.
Torio, protactinio y uranio se consideraban metales de transición.
Durante la década de 1940 se sintetizaron dos nuevos elementos químicos en reactores nucleares: el neptunio y el plutonio. Estos elementos también se consideraban miembros de la serie de transición del período 7.
INTRODUCCIÓN
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GLENN THEODORE SEABORG
Seaborg y McMillan compartieron el premio Nobel de
Química en 1951 por sus respectivas contribuciones al
descubrimiento de nuevos elementos químicos más
pesados que el uranio.
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En algunas ocasiones, a los lantanoides se les
denominaba elementos de las tierras raras,
aunque ese nombre resulta inapropiado debido a
que nos son particularmente raros.
Actualmente se sabe que su abundancia es
relativamente alta, a excepción del Prometio
(Pm) que es radiactivo y rápidamente se
transforma en otros elementos químicos, aunque
sus propiedades químicas existen y se le puede
obtener de forma sintética en laboratorio.
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El término “rara” data de principios del siglo XX,
debido a que eran elementos difíciles de separar
de los minerales que los contienen y por que
raramente se les daba una utilidad.
El término “tierra” es una antigua denominación
para los óxidos y para aquellos minerales que
presentaban aspecto terroso.
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Aunque la calificación “Tierras Raras” nos podría hacer pensar que son elementos con escasa abundancia en la corteza terrestre, esto no es así. Algunos elementos como el Cerio, el itrio y el neodimio son más abundantes que el Plomo.
El Tulio, el más escaso de las tierras raras, es aún unas 200 veces más abundante que el oro o el Platino.
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Las Tierras raras son elementos muy parecidos
químicamente entre sí y ocupan un lugar
particular en la Tabla Periódica, debido a su
configuración electrónica A este grupo se lo suele
dividir en dos subgrupos de acuerdo a su masa
atómica, el de la Tierras raras livianas (lantano,
Cerio, Praseodimio, neodimio, Promecio, samario,
europio) y Pesadas (Gadolinio, Terbio, Disprosio,
Holmio, erbio, Tulio, iterbio, lutecio).
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Durante muchos años no se le
dio importancia a este grupo de
elementos “raros” debido a que
eran muy difíciles de separar
unos de otros.
Desde el punto de vista
económico, a estos elementos se
le suman otros dos elementos
que por su estructura atómica
no se consideran dentro del
grupo, pero sí presentan
propiedades físicas y químicas
muy similares, y además
adquieren importancia
económica; estos elementos son
escandio e itrio.
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Las Tierras Raras se encuentran concentradas en
varios minerales económicamente importantes, tales
como: Bastnäesita, Monacita, Xenotima, allanita,
entre los más comunes.
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¿DÓNDE SE PUEDEN ENCONTRAR?
Hay muchos sitios en el mundo en donde se
encuentran disponibles las Tierras raras, pero
son muy pocos en los que se encuentran como
depósitos comercialmente rentables. .
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El cerio es un elemento tan abundante como el cobre.
Aproximadamente 95% de las 130,000 toneladas de elementos de tierras raras que se extraen al año provienen de China, en su mayoría de la mina Bayan Obo, ubicada en el noreste del país asiático (muy cerca de la frontera con Mongolia). Sin embargo, China no siempre fue el principal productor de estos elementos.
Hasta finales de la década de los 40, Brasil e India eran los principales productores de elementos de tierras raras. Para los años 50, Australia, Malasia y Sudáfrica compartían la corona como los grandes exportadores de este tipo de minerales. No fue sino hasta 1988 cuando China se convirtió en el principal productor.
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CARACTERÍSTICAS DE LOS LANTANOIDES
Y ACTINOIDES
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LANTÁNIDOS
Son el grupo de elementos químicos que siguen al
lantano.
Cerio (Ce58) Europio (Eu 63) Erbio Er 68)
Praseodimio (Pr 59) Gadolinio (Gd 64) Tulio (Tm 69)
Neodimio (Nd 60) Terbio (Tb 65) Iterbio (Yb 70)
Prometio (Pm 61) Disprosio (Dy 66) Lutecio (Lu 71)
Samario (Sm 62) Holmio (67 Ho)
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Tienen el orbital 4f parcial o totalmente lleno
Conocidos como tierras raras ya que se
encuentran en forma de óxidos y se encuentran
presentes en la naturaleza, excepto el prometio
(Pm).
Escandio (Sc) e Itrio (Y) comparten
características
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Los orbitales 4f con un gran poder de penetración que se encuentran
apantallados por los orbitales 6s y 5d. Es por ello que presentan el
efecto del campo cristalino sumamente bajo, resultante de la
interacción de iones vecinos.
Esto justifica las propiedades magnéticas y ópticas características
que presentan estos elementos y los compuestos de los que forman
parte.
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Los lantánidos se encuentran en muchos minerales principalmente en monacita
El radio de los lantánidos va
disminuyendo conforme
aumenta el número atómico
conocida como Contracción
Lantánida.
Los lantánidos se separan de la mayoría de los otros elementos por precipitación de oxalatos o fluoruros de soluciones ácido nítrico
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Lantano
El lantano es un elemento del tipo metálico, de un característico color blanco y plateado, dúctil, considerablemente maleable.
Se puede encontrar en diversos minerales, aunque también se produce de forma artificial mediante la reducción de fluoruro anhidro con calcio.
ELEMENTOS CONSIDERADOS COMO
LANTÁNIDOS
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Nombre Lantano
Número atómico 57
Valencia 3
Estado de oxidación +3
Electronegatividad 1,1
Radio covalente (Å) 1,69
Radio iónico (Å) 1,15
Radio atómico (Å) 1,87
Configuración electrónica [Xe]5d16s
2
Primer potencial de ionización (eV) 5,63
Masa atómica (g/mol) 138,91
Densidad (g/ml) 4,47
Punto de ebullición (ºC) 3470
Punto de fusión (ºC) 920
Descubridor Carl Mosander en 1839
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Se trata de un metal gris, plateado y brillante, es maleable. Este metal tiene gran facilidad para oxidarse, lográndolo ya a temperatura ambiente, el cerio es de los más abundantes en la Tierra, pudiendo encontrarse en numerosos minerales diferentes.
El cerio se usa especialmente como componente del Mischmetal o “Metal de Misch”, una poderosa aleación química que incluye varios elementos de tierras raras y cuya utilización refiere a la ignición. Así el cerio se ocupa en la fabricación de encendedores.
CERIO
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Nombre Cerio
Número atómico 58
Valencia 3,4
Estado de oxidación +4
Electronegatividad 1,1
Radio covalente (Å) 1,65
Radio iónico (Å) 1,01
Radio atómico (Å) 1,81
Configuración electrónica [Xe]4f15d16s2
Primer potencial de ionización (eV) 6,94
Masa atómica (g/mol) 140,12
Densidad (g/ml) 6,67
Punto de ebullición (ºC) 3468
Punto de fusión (ºC) 795
Descubridor W. von Hisinger en 1903
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Cuando se pone en contacto con el agua el praseodimio forma una capa de óxido de un color verdoso muy característico, el cual de hecho le da su nombre.
El elemento puede obtenerse mediante modernas técnicas de extracción, como el intercambio iónico y el uso de compuestos disolventes, tal como ocurre con otras tierras raras.
PRASEODIMIO
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Nombre Praseodimio
Número atómico 59
Valencia 3,4
Estado de oxidación +3
Electronegatividad 1,1
Radio covalente (Å) 1,65
Radio iónico (Å) 1,09
Radio atómico (Å) 1,82
Configuración electrónica [Xe]4f35d06s2
Primer potencial de ionización (eV) 5,80
Masa atómica (g/mol) 140,907
Densidad (g/ml) 6,77
Punto de ebullición (ºC) 3127
Punto de fusión (ºC) 935
Descubridor Von Welsbach en 1885
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Este elemento se puede encontrar en dos formas alotrópicas, una con estructura de doble hexagonal o una cúbica y de cuerpo centrado. En la naturaleza, el neodimio tiene 7 isótopos estables, siendo el Nd-142 el más conocido, aunque se conocen otros 14 isótopos radiactivos.
Tiene grandes propiedades magnéticas
NEODIMIO
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Nombre Neodimio
Número atómico 60
Valencia 3
Estado de oxidación +3
Electronegatividad 1,2
Radio covalente (Å) 1,64
Radio iónico (Å) 1,09
Radio atómico (Å) 1,82
Configuración electrónica [Xe]4f45d
06s
2
Primer potencial de ionización (eV) 6,33
Masa atómica (g/mol) 144,24
Densidad (g/ml) 7,00
Punto de ebullición (ºC) 3027
Punto de fusión (ºC) 1024
Descubridor Carl Auer von Welsbach 1885
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Se genera
artificialmente en
reactores nucleares, ya
que es uno de los
elementos resultantes
de la fisión del uranio,
del torio y del plutonio.
Todos los isótopos
conocidos son
radiactivos.
PROMETIO
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Nombre Prometio
Número atómico 61 Valencia 3
Estado de oxidación +3 Electronegatividad - Radio covalente (Å) -
Radio iónico (Å) 1,06 Radio atómico (Å) 1,83 Configuración electrónica [Xe]4f55d06s2
Primer potencial de ionización (eV) -
Masa atómica (g/mol) 147
Densidad (g/ml) - Punto de ebullición (ºC) - Punto de fusión (ºC) 1027
Descubridor Marinsky 1945
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El samario posee un
característico lustre
plateado brillante y es
considerablemente estable
en el aire.
Se obtiene por reducción
del oxido con bario y
lantano.
SAMARIO
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Nombre Samario
Número atómico 62
Valencia 2,3
Estado de oxidación +3
Electronegatividad 1,1
Radio covalente (Å) 1,66
Radio iónico (Å) 1,04
Radio atómico (Å) 1,66
Configuración electrónica [Xe]4f65d06s2
Primer potencial de ionización (eV) 5,63
Masa atómica (g/mol) 150,35
Densidad (g/ml) 7,54
Punto de ebullición (ºC) 1900
Punto de fusión (ºC) 1072
Descubridor Paul Emile Lecoq de Boisbaudran en 1879
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El europio es un metal de color gris acerado, bastante blando y maleable. Se oxida rápidamente en el aire y es el mas reactivo de los elementos de las tierras raras o elementos de transición interna.
Se obtiene por reducción del oxido con lantano.
EUROPIO
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Nombre Europio
Número atómico 63 Valencia 2,3
Estado de oxidación +2 Electronegatividad 1,0 Radio covalente (Å) 1,85
Radio iónico (Å) 1,12 Radio atómico (Å) 2,04 Configuración electrónica [Xe]4f75d06s2
Primer potencial de ionización (eV) 5,72
Masa atómica (g/mol) 151,96
Densidad (g/ml) 5,26 Punto de ebullición (ºC) 1439 Punto de fusión (ºC) 826
Descubridor Carl Mosander en 1843
![Page 34: El bloque f - [DePa] Departamento de Programas …depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/SEMINARIOBLOQUEf3_25855.pdf · Son el grupo de elementos químicos que siguen al lantano. ... estructura](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102720/5a7760747f8b9a0d558de648/html5/thumbnails/34.jpg)
El gadolinio es un metal brillante que reacciona lentamente con el agua. Soluble en ácidos diluidos e insoluble en agua. Presenta un alto magnetismo, especialmente a bajas temperaturas
GADOLINIO
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Nombre Gadolinio
Número atómico 64
Valencia 3
Estado de oxidación +3
Electronegatividad 1,1
Radio covalente (Å) 1,61
Radio iónico (Å) 1,02
Radio atómico (Å) 1,79
Configuración electrónica [Xe]4f75d16s2
Primer potencial de ionización (eV) 6,20
Masa atómican (g/mol) 157,25
Densidad (g/ml) 7,89
Punto de ebullición (ºC) 3000
Punto de fusión (ºC) 1312
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Es un metal de color plateado
y algo brillante que es
relativamente estable en el
aire, es fácilmente maleable,
dúctil.
Su óxido es de un
característicos color marrón
oscuro (chocolate) y se
conocen 21 isótopos de terbio.
TERBIO
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Nombre Terbio
Número atómico 65
Valencia 3,4
Estado de oxidación +3
Electronegatividad 1,2
Radio covalente (Å) 1,59
Radio iónico (Å) 1,0
Radio atómico (Å) 1,77
Configuración electrónica [Xe]4f95d06s2
Primer potencial de ionización (eV) 6,76
Masa atómica (g/mol) 158,924 Densidad (g/ml) 8,27
Punto de ebullición (ºC) 2800
Punto de fusión (ºC) 1356
Descubridor Carl Mosander en 1843
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Ocupa el séptimo lugar en abundancia. Reacciona lentamente con el agua, se disuelve fácilmente con ácidos diluidos y concentrados.
Se encuentra en determinados tipos de minerales, como en los de gadolinita, euxenita, xenotima o fergusonita, entre otros.
DISPROSIO
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Nombre Disprosio
Número atómico 66
Valencia 3 Estado de oxidación +3
Electronegatividad 1,1
Radio covalente (Å) 1,59
Radio iónico (Å) 0,99
Radio atómico (Å) 1,77
Configuración electrónica [Xe]4f10
5d06s
2
Primer potencial de ionización (eV) 6,85
Masa atómica (g/mol) 162,50
Densidad (g/ml) 8,54
Punto de ebullición (ºC) 2600
Punto de fusión (ºC) 1407
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Es un metal bastante suave y considerablemente maleable. Es estable en aire seco y a temperatura ambiente.
Pierde estabilidad con facilidad al hacer contacto con la humedad y temperaturas muy elevadas.
HOLMIO
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Nombre Holmio
Número atómico 67 Valencia 3
Estado de oxidación +3 Electronegatividad 1,2 Radio covalente (Å) 1,58
Radio iónico (Å) 0,97 Radio atómico (Å) 1,76 Configuración electrónica [Xe]4f115d06s2
Primer potencial de ionización (eV) -
Masa atómica (g/mol) 164,930
Densidad (g/ml) 8,80 Punto de ebullición (ºC) 2600 Punto de fusión (ºC) 1461
Descubridores J.L. Soret in 1878
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Es un sólido blanco, maleable de brillo metálico, soluble en ácidos e insoluble en agua. Presenta baja toxicidad y gran resistencia eléctrica.
ERBIO
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Nombre Erbio
Número atómico 68
Valencia 3 Estado de oxidación +3
Electronegatividad 1,2
Radio covalente (Å) 1,57
Radio iónico (Å) 0,96
Radio atómico (Å) 1,75
Configuración electrónica [Xe]4f12
5d06s
2
Primer potencial de ionización (eV) -
Masa atómica (g/mol) 167,26
Densidad (g/ml) 9,05
Punto de ebullición (ºC) 2900
Punto de fusión (ºC) 1497
Descubridor Carl Mosander en 1843
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El tulio es un sólido de brillo metálico soluble en ácidos diluidos que reacciona lentamente con el agua. El elemento natural consta de un solo isótopo, de numero másico 169.
Este elemento se obtiene mediante la reducción del óxido de lantano en la del calcio aislado en un recipiente cerrado.
TULIO
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Nombre Tulio
Número atómico 69
Valencia 2,3
Estado de oxidación +3
Electronegatividad 1,2
Radio covalente (Å) 1,56
Radio iónico (Å) 0,95
Radio atómico (Å) 1,74
Configuración electrónica [Xe]4f135d06s2
Primer potencial de ionización (eV) -
Masa atómica (g/mol) 168,934
Densidad (g/ml) 9,33
Punto de ebullición (ºC) 1727
Punto de fusión (ºC) 1545
Descubridor Theodore Cleve 1879
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Es un metal completamente maleable, soluble en ácidos diluidos y en amoniaco liquido.
Su uso más común es como componente de los cables de fibra óptica, mediante una aleación con acero inoxidable, ya que mejora así las propiedades mecánicas de los cables.
ITERBIO
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Nombre Iterbio
Número atómico 70
Valencia 2,3 Estado de oxidación +2
Electronegatividad 1,1
Radio covalente (Å) 1,70
Radio iónico (Å) 1,13
Radio atómico (Å) 1,92
Configuración electrónica [Xe]4f14
5d06s
2
Primer potencial
de ionización (eV)
6,24
Masa atómica (g/mol) 173,04
Densidad (g/ml) 6,98
Punto de ebullición (ºC) 1427
Punto de fusión (ºC) 824
Descubridor Jean de Marignac en 1878
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Es un metal trivalente de un característico color plateado con tonos blancuzcos, es relativamente estable en el aire.
LUTECIO
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Nombre Lutecio
Número atómico 71
Valencia 3 Estado de oxidación +3
Electronegatividad 1,2
Radio covalente (Å) 1,56
Radio iónico (Å) 0,93
Radio atómico (Å) 1,74
Configuración electrónica [Xe]4f14
5d16s
2
Primer potencial de ionización (eV) 5,02
Masa atómica (g/mol) 174,97
Densidad (g/ml) 9,84
Punto de ebullición (ºC) 3327
Punto de fusión (ºC) 1652
Descubridor George Urbain en 1907
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ACTINIO El actinio (del griego ακτις, ακτινoς, rayo luminoso), fue descubierto en 1899 por el químico francés André-Louis Debierne. En 1902 fue descubierto, de forma independiente, por Friedrich Oscar Giesel como una sustancia muy similar al lantano, y lo denominó «emanium» en 1904.
Luego de realizadas las comparaciones entre estas sustancias en 1904 se determinó que eran idénticas y el nombre propuesto por Debierne fue retenido debido a que tenía prioridad.
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El actinio es un elemento metálico, radiactivo
como todos los actínidos y de color plateado.
Debido a su intensa radiactividad brilla en la
oscuridad con una luz azulada.
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TORIO
El torio se llamó así en
honor de Tor, el dios
nórdico del relámpago y
la tormenta. Jöns Jakob
Berzelius lo aisló por
primera vez, en 1828.
En el último decenio del
siglo XIX los
investigadores Pierre
Curie y Marie Curie
descubrieron que este
elemento emitía
radiactividad.
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Se encuentra en estado natural en los minerales
monacita, torita y torianita. En estado puro es un
metal blando de color blanco-plata que se oxida
lentamente. Si se tritura finamente y se calienta,
arde y emite luz blanca.
El torio pertenece a la familia de las sustancias
radiactivas lo cual implica que su núcleo es
inestable.
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PROTACTINIO El protactinio fue identificado por primera vez en
1913 cuando Kasimir Fajans y O.H. Göhring
Dieron al nuevo elemento el nombre de Brevium
(latín: brevis, es decir, breve). El nombre se
cambió a Protoactinium en 1918 cuando dos
grupos de científicos (Otto Hahn y Lise Meitner
de Alemania, y Frederick Soddy y John Cranston
del Reino Unido) descubrieron de manera
independiente el 231Pa, y acortaron el nombre a
protactinium (en español, protoactinio) en 1949.
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Protactinio
Número atómico:91
Grupo:3
Periodo:7
Configuración electrónica:[Rn] 5f2 6d1 7s2
Estados de oxidación:+4 +5
Electronegatividad:1.5
Radio atómico / pm:156.1
Calentando eléctricamente el
pentayoduro de protactinio a alto vacío.
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URANIO
Junto con todos los elementos con pesos atómicos
superiores al del hierro, el uranio se origina de
forma natural durante las explosiones de las
supernovas.
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URANIO
Nombre Uranio
Número atómico 92
Valencia 3,4,5,6
Estado de oxidación +3
Electronegatividad 1,7
Radio covalente (Å) 1,42
Radio iónico (Å) 1,11
Radio atómico (Å) 1,56
Configuración electrónica [Rn]5f36d17s2
Primer potencial de ionización (eV) 4
Masa atómica (g/mol)238,03
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El uranio es aproximadamente un 70% más
denso que el plomo, aunque menos denso que el
oro o el wolframio. Es levemente radioactivo. Fue
descubierto como óxido en 1789 por M. H.
Klaproth que lo llamó así en el honor del planeta
Urano que acababa de ser descubierto en 1781.
El uranio natural está formado por tres tipos de
isótopos: uranio-238 (238U), uranio-235 (235U) y
uranio-234 (234U).
El 235U se utiliza como combustible en centrales
nucleares y en algunos diseños de armamento
nuclear.
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NEPTUNIO
Fue obtenido por primera vez en 1940 por
McMillan y Abelson bombardeando uranio con
deuterones de gran velocidad.
•Se produce por reducción del
trifluoruro de neptunio con vapor
de bario o de litio a 1200 ºC.
•Como subproducto de la
obtención de plutonio
en reactores nucleares.
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NEPTUNIO
Se obtiene artificialmente. Es un metal blanco
plateado, similar químicamente al uranio.
Existen diversas variedades cristalinas. El
neptunio es un elemento reactivo que es
mezclable a la mayoría de los elementos. Se
presenta en diversos grados de oxidación: +3, +4,
+5, +6, y +7, siendo +5 el que posee mayor
estabilidad.
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PLUTONIO
El plutonio (específicamente, plutonio-238) fue
producido y aislado por primera vez el 14 de
diciembre de 1940 y fue identificado
químicamente el 23 de febrero de 1941 por el Dr.
Glenn T. Seaborg, Edwin M. McMillan, J. W.
Kennedy y A. C. Wahl bombardeando uranio con
deuterio en el ciclotrón de 150 cm de diámetro de
la Universidad de California, Berkeley.
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El plutonio es un elemento transuránico radiactivo
con el número atómico 94. Apariencia gris plateada
que se oscurece cuando es expuesto al aire, formando
una capa opaca cuando se oxida. El elemento
normalmente exhibe seis estados alotrópicos y cuatro
de oxidación. Reacciona con el carbono, los halógenos,
nitrógeno y silicio. Cuando se expone al aire húmedo
forma óxidos e hidruros que expanden hasta un 70%
su volumen, que a su vez, se desprende en forma de
polvo que puede inflamarse de forma espontánea.
También es un elemento radioactivo y se puede
acumular en los huesos. Estas propiedades hacen que
manipular plutonio sea peligroso.
![Page 63: El bloque f - [DePa] Departamento de Programas …depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/SEMINARIOBLOQUEf3_25855.pdf · Son el grupo de elementos químicos que siguen al lantano. ... estructura](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102720/5a7760747f8b9a0d558de648/html5/thumbnails/63.jpg)
CURIO
El curio fue sintetizado por primera vez en la
Universidad de California, Berkeley y también
por Glenn T. Seaborg, Ralph A. James y Albert
Ghiorso en 1944. Se eligió el nombre curio en
honor a Marie Curie y su marido Pierre, famosos
por descubrir el radio y por otros importantes
trabajos sobre radiactividad.
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CURIO
Su número atómico es 96. Se produce bombardeando plutonio con partículas alfa (iones de helio). El curio no existe en el ambiente terrestre, pero puede producirse en forma artificial. Sus propiedades químicas se parecen tanto a las de las tierras raras típicas que, si no fuera por su radiactividad, podría con facilidad confundirse fácilmente con uno de estos elementos. Entre los isótopos conocidos del curio figuran los de número de masa 238 a 250. El curio es típicamente bastante insoluble y se añade fuertemente a las partículas del suelo.
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BERKELIO
Su nombre es un homenaje a la ciudad de Berkeley, California, sitio en el cual se encuentra el Laboratorio de Radiación de la Universidad de California en el cual se descubrió este elemento en diciembre de 1949. El berkelio fue el quinto elemento descubierto luego del neptunio, plutonio, curio y americio. Es un metal radioactivo, blando y de color plateado blancuzco, existe en dos formas cristalinas y se funde a
986ºC
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CALIFORNIO
Los investigadores de física Stanley G. Thompson,
Kenneth Street, Jr., Albert Ghiorso y Glenn T.
Seaborg sintetizaron por primera vez californio en
la Universidad de California, Berkeley alrededor
del 9 de febrero de 1950.
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CALIFORNIO
Las propiedades químicas se parecen a las observadas
para los otros elementos actínidos con carga 3+: el
nitrato, sulfato, cloruro y perclorato son solubles en
agua. El californio se precipita como fluoruro, oxalato
o hidróxido. La cromatografía de intercambio iónico se
puede usar para aislar e identificar el californio en
presencia de los otros elementos actínidos. El
californio metálico es muy volátil y destila a
temperaturas del orden de 1100-1200ºC (2010-
2190ºF). Es químicamente reactivo y existe en tres
diferentes modificaciones cristalinas entre la
temperatura ambiente y su punto de fusión 900ºC
(1600ºF).
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EINSTENIO
Fue llamado así en honor de Albert Einstein, se
descubrió en diciembre de 1952 en los restos de la
primera explosión termonuclear en el Pacífico,
realizada un mes antes, por el equipo de
investigadores formado por G. R. Choppin, A.
Ghiorso, B. G. Harvey y S. G. Thompson.
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EINSTENIO Es el actínido más pesado de aquellos en que puede
determinarse esta propiedad. El metal es químicamente reactivo y muy volátil, se funde a 860ºC (1580ºF); se conoce una estructura cristalina.
El fermio no se encuentra en la naturaleza; su descubrimiento y producción se alcanza por transmutación nuclear artificial de elementos más ligeros. Se han descubierto los isótopos radiactivos de número de masa 244-259. El peso total del fermio que ha sido sintetizado es mucho menor de una millonésima de gramo.
FERMIO
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FERMIO
Al elemento se le dio el nombre de fermio en
1955, en honor al físico nuclear estadounidense
de origen italiano Enrico Fermi.
MENDELEVIO
Lo identificaron Albert Ghiorso, Bernard G.
Harvey, Gregory R. Choppin, Stanley G.
Thompson y Glenn T. Seaborg el 19 de
febrero de 1955.
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MENDELEVIO
Los estudios de las propiedades químicas del
mendelevio se limitan a cantidades mínimas. El
comportamiento del mendelevio en cromatografía
de intercambio iónico muestra que existe en
solución acuosa, principalmente en el estado de
oxidación 3+ característico de los elementos
actínidos. Sin embargo, también tiene un estado
de oxidación dipositivo (2+) y un monopositivo
(1+)
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NOBELIO
Fue identificado por primera vez en forma
correcta en 1966 por científicos del Laboratorio
Flerov de Reacciones Nucleares en Dubna, Rusia.
Llamado así en honor del inventor Alfred Nobel.
En un acelerador lineal de partículas,
bombardeando curio con carbono.
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LAWRENCIO
El lawrencio fue sintetizado por primera vez por el equipo de física nuclear integrado por Albert Ghiorso, Torbjørn Sikkeland, Almon Larsh, Robert M. Latimer, y sus colaboradores el 14 de febrero de 1961.
El origen del nombre, es una referencia al físico nuclear Ernest O. Lawrence de la Universidad de California, que inventó el acelerador de partículas de ciclotrón.
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USOS Y APLICACIONES DE LOS ELEMENTOS
DEL BLOQUE F
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Lantanoides. Su aplicación se encuentra presente en
muchos sectores industriales, siendo las cantidades usadas muy
pequeñas en comparación con otros elementos.
Actinoides. Usos de investigación y en
reactores nucleares. En general no hay
aplicaciones comerciales.
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Propiedades ópticas. Componentes que presentan fenómenos de interacciones como absorción, emisión y refracción de luz.
•Lentes de sol. Al desviar la luz ultravioleta e infrarroja
•Láseres
•Proyectores de rayos X, o como repetidores en los enlaces de transmisión de fibra óptica terrestres y submarinos.
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Ejemplo. El Neodimio para filtros de infrarrojo y rubíes falsos para su producción en láseres.
Como agentes de dopado en amplificadores ópticos con fibra-dopada.
Coloración de vidrios.
El Tm se ha usado en la fabricación de láseres, pero por su alto costo de producción se prefiere trabajar con otros elementos.
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La2O3.
Su estructura cristalina puede
cambiar dependiendo del pH al que
se encuentre
-Los óxidos de lantano y de
cerio se emplean para
fabricación y pulido de
vidrios ópticos brindando
mayor resistencia.
-Se usan para fabricar
crisoles
Cerca de 15.000 ton/año de los lantanoides se consumen como
catalizadores y en la producción de gafas.
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Cristal didimio (mezcla de neodimio y praseodimio). Gafas protectoras para soldadores y sopladores de vidrio
El praseodimio es utilizado para dar a los vidrios y esmaltes un color amarillo.
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El LaB6 como emisor termoiónico
Filamentos en Microscopios de Barrido Electrónico.
El mismo lantano es utilizado como componente de las pantallas intensificadoras de las unidades de rayos X
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Como catalizadores.
Europio, Holmio
El óxido de samario (III) se añade al cristal para absorber radiación infrarroja y actúa como un catalizador de la deshidratación y deshidrogenización del etanol.
Óxido de Cerio II En craqueo catalítico como parte de la zeolita.
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Propiedades fluorescentes
Los materiales que fluorescen lo hacen porque contienen estructuras conocidas como fluoróforos.
Los lantánidos como fluoróforos.
Los electrones que son responsables de las propiedades de los iones lantánidos son electrones 4f. Estos orbitales están protegidos muy efectivamente de la influencia de fuerzas externas en las capas externas 5s2 y 5p6
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Ejemplo.
En los cinescopios para las
televisiones a color:
El choque de electrones contra
ciertos compuestos mixtos de
lantanoides tiene como resultado
la emisión de luz visible dentro
de un intervalo estrecho de
longitudes de onda.
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Oxido de Ytrio y Europio. (Eu,Y)2O3, emite un
color rojo intenso cuando se bombardea con
electrones de alta energía.
Europio. Utilizado para
focos de bajo consumo.
Borohidruros de lantanoides se han
utilizado como materiales de partida para
preparar compuestos de coordinación y
complejos organometálicos
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Industria farmacéutica
Oxalato de Cerio. Antivomitivo
Carbonato de Lantano. Quelantes de fósforo en medicamentos como el Fosrenol . En los que el lantano ayuda a eliminar el exceso de fósforo en la sangre en pacientes con insuficiencia renal.
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Aleación de metales.
Mischmetall (mezcla de metales).
Obtenida por electrólisis de una mezcla fundida de
cloruros de lantánidos:
Cerio, lantano, neodimio y praseodimio.
Componentes muy sensibles a la oxidación
Dispositivos de ignición
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Esta aleación usualmente se mezcla con hierro y magnesio para mejorar sus propiedades de ignición:
Barras de ferrocerio
Aleación que tiene una propiedad llamada piroforicidad, propiedad que tienen ciertos metales para inflamarse al contacto con el aire, cuando se encuentran en partículas pequeñas.
Composición: Hierro: 19%, Cerio: 38%, Lantano: 22%, Neodimio: 4%, Praseodimio: 4% y Magnesio: 4%
http://www.youtube.com/watch?v=um3Qh5V-acs
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Superconductividad
1911. A una temperatura cercana al cero absoluto los
elementos pierden casi toda resistencia eléctrica, lo
cual hace que se conviertan en superconductores.
1933. Se observa que los materiales superconductores
repelen un campo magnético (efecto Meissner).
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1985. Suiza. Georg Bednorz & Karl Müller. Preparan un óxido con iones de lantano, bario y cobre (II), el cual se vuelve superconductor a 35K, lo que les valió en Nobel de física por dicho descubrimiento.
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A partir de entonces se empezaron a preparar
compuestos de otros óxidos mixtos de metales que son
superconductores a temperaturas relativamente altas.
YBa2Cu3O7(YBCO) el
cual es
superconductor a
77K.
Estructura derivada
de la perovskita
(CaTiO3)
Los superconductores a altas temperaturas implican menos costo de funcionamiento que aquellos que requieren estar cerca del cero absoluto.
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SUPERCONDUCTORES y temperatura a la que
presentan el fenómeno
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Propiedades magnéticas
Samario-Cobalto
Neodimio-Níquel
El samario forma un compuesto con el cobalto (SmCo5), el cual que es un poderoso imán permanente con gran resistencia a la corrosión. Puede trabajar a altas temperaturas.
Aplicaciones tales como la fabricación de motores en herramientas inalámbricas, discos duros y sellos
magnéticos.
Imanes más
potentes creados
por el hombre
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El Tm169 tiene un uso potencial en materiales cerámicos magnéticos llamados ferritas, que son usados en equipamientos de microondas.
PrNi5 tiene un efecto magnético muy fuerte que permite
acercarse a menos de una milésima de grado del cero absoluto.
Aplicado el refrigeradores de baja temperatura.
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Organometálicos con
lantanoides
No son tan comunes como los
metales de transición, que son
usados como catalizadores.
Tienen propiedades parecidas a
los organometálicos de Mg y
Na. Se usan como reactivos de
transmetalación cuando
reaccionan con haluros
metálicos.
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• Uranio:
Uranio enriquecido
(concentrado U235) como
combustible para
reactores nucleares.
Permite extraer con
rapidez y facilidad la
energía generada.
El Uranio como combustible representa el 17% de la electricidad
obtenida en el mundo.
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Urannita.
Adición de uranio para la creación de
cristales verdes o fosforescentes en
amarillo.
Canicas de
Uranio
Gilbert Spinthariscope: es un tubo de
cartón que se utilizaba para vigilar
elementos radioactivos, así como también
su actividad
*Todos estos usos se han
abandonado para
utilizarse solamente
como combustible nuclear
Nitrato de
Uranilo
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El uranio empobrecido (U238)
es usado en la producción de
municiones perforantes por su
mayor capacidad de
penetración
y como blindajes de material
radiactivo de alta resistencia.
Las armas con uranio
empobrecido se consideran
armas convencionales y las
fuerzas armadas las utilizan
libremente.
El uranio en estado metálico
es usado para los blancos de
rayos X, para hacer rayos X de
alta energía.
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Actinio:
Al ser 150 veces más reactivo que el Radio, generalmente se usa para investigaciones.
Uranio238 puede ser desintegrado en Plutonio.
Actinoides a partir del Uranio son utilizados en investigación y como fuente de neutrones.
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