Lantánidos 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.

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
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

• 

  Lantánidos en la tabla periódica de los elementos (rodeados por un borde negro).

• 

  Cerio ultrapuro en argón

Véase también

En inglés: Lanthanide Facts for Kids

• Actínido