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Lantánidos para niños

Enciclopedia para niños

Los lantánidos son un grupo especial de elementos químicos que se encuentran en la tabla periódica de los elementos. Son parte del periodo 6 y se les conoce a menudo como "tierras raras". Este nombre se debe a que se encuentran en la naturaleza como óxidos y, aunque no son tan raros como su nombre sugiere, son difíciles de separar entre sí.

Junto con los actínidos, los lantánidos forman los "elementos de transición interna". El nombre "lantánidos" viene del lantano, que es el primer elemento de este grupo. En total, son 15 elementos, desde el lantano (con número atómico 57) hasta el lutecio (con número atómico 71). Aunque el lantano se incluye, los otros 14 elementos tienen una característica especial: sus electrones llenan un tipo de orbital llamado 4f.

N.º atómico Nombre Símbolo
57 Lantano La
58 Cerio Ce
59 Praseodimio Pr
60 Neodimio Nd
61 Prometio Pm
62 Samario Sm
63 Europio Eu
64 Gadolinio Gd
65 Terbio Tb
66 Disprosio Dy
67 Holmio Ho
68 Erbio Er
69 Tulio Tm
70 Iterbio Yb
71 Lutecio Lu

Estos elementos son muy parecidos entre sí en sus propiedades químicas. Esto se debe a que los electrones en sus orbitales f están "escondidos" y no participan mucho en la formación de enlaces químicos. Su estado de oxidación más común es +3, aunque algunos pueden tener +2 o +4. Los elementos itrio y escandio también son similares a los lantánidos.

La IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) recomienda el nombre "lantanoides" en lugar de "lantánidos". Sin embargo, "lantánidos" sigue siendo muy usado.

¿Por qué se llaman "tierras raras"?

El término "lantánido" fue creado por Victor Goldschmidt en 1925. Viene de la palabra griega lanthanein, que significa "yacer oculto" o "esconderse". Esto no se refiere a que sean escasos, sino a lo difícil que es separarlos unos de otros en los minerales.

El lantano fue descubierto en 1838, "escondido" en un mineral de cerio. Irónicamente, el lantano dio su nombre a toda esta serie de elementos.

El nombre "tierras raras" también incluye al escandio y al itrio. La palabra "tierra" se usaba antes para referirse a óxidos de metales que no se disolvían en agua. Aunque se les llama "raras", muchos de estos elementos son más abundantes que otros metales conocidos. Por ejemplo, el cerio es más común que el cobre, y el neodimio es más abundante que el oro. La dificultad radica en separarlos, no en encontrarlos.

Muchos de estos elementos se descubrieron en una mina en Ytterby, Suecia. Cuatro de ellos (itrio, iterbio, erbio, terbio) llevan el nombre de este pueblo.

¿Dónde se encuentran los lantánidos?

Los lantánidos se encuentran en la corteza terrestre en minerales como la monacita y la bastnasita. La monacita suele contener todos los lantánidos, mientras que la bastnasita no tiene los más pesados.

Una característica interesante es la "contracción de los lantánidos". Esto significa que el tamaño de los átomos de lantánidos disminuye ligeramente a medida que aumenta su número atómico. Esta pequeña disminución acumulada afecta el tamaño de otros elementos en la tabla periódica.

Algunos lantánidos tienen isótopos radiactivos con vidas medias muy largas. Estos se usan para calcular la edad de rocas y minerales en la Tierra, la Luna y los meteoritos. El prometio es un caso especial, ya que todos sus isótopos son radiactivos y tienen vidas medias cortas, por lo que se considera un elemento artificial.

Propiedades físicas de los lantánidos

Los lantánidos son metales blandos. Su dureza aumenta a medida que avanzamos en la serie. El europio es el menos denso y el más grande en tamaño de todos los lantánidos. El iterbio también es grande.

La mayoría de los lantánidos son fuertemente magnéticos (paramagnéticos). El gadolinio se vuelve ferromagnético (como un imán común) por debajo de los 16 °C. Otros lantánidos más pesados también se vuelven ferromagnéticos a temperaturas muy bajas.

Elemento químico La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Número atómico 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
Imagen Lanthanum-2.jpg Cerium2.jpg Praseodymium.jpg Neodymium2.jpg Samarium-2.jpg Europium.jpg Gadolinium-4.jpg Terbium-2.jpg Dy chips.jpg Holmium2.jpg Erbium-crop.jpg Thulium sublimed dendritic and 1cm3 cube.jpg Ytterbium-3.jpg Lutetium sublimed dendritic and 1cm3 cube.jpg
Densidad (g/cm3) 6.162 6.770 6.77 7.01 7.26 7.52 5.244 7.90 8.23 8.540 8.79 9.066 9.32 6.90 9.841
Punto de fusión (°C) 920 795 935 1024 1042 1072 826 1312 1356 1407 1461 1529 1545 824 1652
Punto de ebullición (°C) 3464 3443 3520 3074 3000 1794 1529 3273 3230 2567 2720 2868 1950 1196 3402
Configuración de electrones
(en fase gaseosa)*
5d1 4f15d1 4f3 4f4 4f5 4f6 4f7 4f75d1 4f9 4f10 4f11 4f12 4f13 4f14 4f145d1
Entramado metálico (Metal lattice) (RT) dhcp fcc dhcp dhcp dhcp ** bcc hcp hcp hcp hcp hcp hcp fcc hcp
Radio metálico (pm) 162 181.8 182.4 181.4 183.4 180.4 208.4 180.4 177.3 178.1 176.2 176.1 175.9 193.3 173.8
Resistividad a 25 °C (μΩ·cm) 57–80
20 °C
73 68 64 88 90 134 114 57 87 87 79 29 79
Susceptibilidad magnética
χmol /10−6(cm3·mol−1)
+95.9 +2500 (β) +5530(α) +5930 (α) +1278(α) +30900 +185000
(350 K)
+170000 (α) +98000 +72900 +48000 +24700 +67 (β) +183

* Entre el Xenón inicial y la capa electrónica final 6s2 ** El Sm tiene una estructura compacta, como la mayoría de los lantánidos, pero presenta una inusual repetición de la capa 9

Galería de imágenes

Véase también

Kids robot.svg En inglés: Lanthanide Facts for Kids

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Lantánidos para Niños. Enciclopedia Kiddle.