Química

Lantánidos

Publicado por Mónica González

Los lantánidos o tierras raras son los elementos químicos de la familia que comprende el Escandio (Sc) que posee un número atómico igual a 21, el Itrio (Y) de número atómico 39 y la serie de 15 elementos encabezados por el lantano (La), de números atómicos entre 57 y 71.

El hecho de sus propiedades físicas y químicas ser semejantes a las del lantano justifica su nombre como lantánidos como son llamados. Integran aún esa familia: Cerio (Ce), Praseodimio (Pr), Neodimio (Nd), Prometio (Pm), Samario (Sm), Europio (Eu), Gadolinio (Gd), Terbio (Tb), Disprosio (Dy), Holmio (Ho), Erbio (Er), Tulio (Tm), Iterbio (Yb) y Lutecio (Lu).

Sin perjuicio de ser llamados tierras-raras, los lantánidos en verdad no son escasos en la naturaleza. Se calcula que la corteza terrestre está formada por 0,02% de lantánidos y 0,00002% de plata, que tiene por tanto, una aparición mil veces menor que los lantánidos.

El súbito enfriamiento de las rocas fundidas y soluciones acuosas supercalentadas bajo la acción de presiones elevadas, producen con frecuencia, minerales con más de 50% de tierras raras. La composición y la presencia de estos minerales en el subsuelo proveen a los geofísicos una importante fuente de datos para la determinación de procesos geológicos. La relativa abundancia de lantánidos en la Luna también es de gran importancia para el estudio de la formación y evolución del satélite.

Además de ello, el conocimiento de la proporción de estos elementos en los meteoritos se vuelve indispensable en la elaboración de teorías sobre el origen del universo y sobre la creación de los elementos químicos.

Estructura atómica

Los lantánidos se comportan como elementos trivalentes por poseer tres electrones en los niveles más externos de los átomos que participan en enlaces de valencia. Debido a su estructura, todos tienen propiedades semejantes. El Cerio, el Praseodimio y el Terbio existen también en estado Valente. El Samario, el Europio y el Iterbio forman compuestos divalentes, fácilmente oxidables.

Descubrimiento y Obtención

Las primeras tierras raras fueron descubiertas gracias a las investigaciones hechas en 1794 por Johan Gadolin, cuando investigaba el mineral Iterbita, encontrado en Ytterby en Suecia, en 1788. Más tarde al investigar la cerita, Jöns Jacob Berzelius supuso haber descubierto un elemento que sería la tierra de cerita.

Entre 1839 y 1843, Carl Gustav, Monsander discípulo y colaborador de Berzelius, consiguió desagregar tanto la tierra Itria y por desagregación dio origen a los óxidos de Terbio, Erbio y del propio Itrio.

En 1789 el francés Paul-Émile Lecoq de Boisdran separó por precipitación el Samario del Didimio. En 1880, el sueco Per Teodor Cleve logró desdoblar el óxido de erbio en los óxidos de tulio, holmio y de erbio propiamente dicho.

Cinco años después, el austríaco Karl Auer, separó también del didimio, los óxidos de praseodimio y de neodimio, con base en métodos de diferencias de solubilidad y basicidad.

Trabajos posteriores llevaron a otros investigadores al descubrimiento de los lantánidos restantes.

La historia de las tierras raras apunta hacia la dificultad de separación de los diversos elementos por medio de procesos químicos. El desarrollo de procedimientos radioactivos y de los métodos de espectroscopía de masa basados en la separación de átomos en función de su peso, proveen un medio eficaz para la determinación de la abundancia relativa de cada uno de estos elementos, inclusive cuando están presentes en cantidades extremadamente relativas.

 

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