EL BLOQUE F Nieves Romero Rosa María Vargas García María Elena Villasana Herrera Alí Kevin Introducción. Características y Propiedades de lantanoides y actinoides. Aplicaciones y usos de los compuestos. INTRODUCCIÓN 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. 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. 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. 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. 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. 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). 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. Las Tierras Raras se encuentran concentradas en varios minerales económicamente importantes, tales como: Bastnäesita, Monacita, Xenotima, allanita, entre los más comunes. ¿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. . 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. CARACTERÍSTICAS DE LOS LANTANOIDES Y ACTINOIDES 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) 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 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. Los lantánidos se encuentran en minerales principalmente en monacita muchos 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 ELEMENTOS CONSIDERADOS COMO LANTÁNIDOS 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. Nombre Número atómico Valencia Lantano 57 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 Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) [Xe]5d16s2 5,63 138,91 Densidad (g/ml) 4,47 Punto de ebullición (ºC) 3470 Punto de fusión (ºC) Descubridor 920 Carl Mosander en 1839 CERIO 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. 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 Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) [Xe]4f15d16s2 6,94 140,12 Densidad (g/ml) 6,67 Punto de ebullición (ºC) 3468 Punto de fusión (ºC) Descubridor 795 W. von Hisinger en 1903 PRASEODIMIO 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. Nombre Praseodimio Número atómico Valencia Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) 59 3,4 +3 1,1 1,65 1,09 1,82 [Xe]4f35d06s2 5,80 140,907 6,77 Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC) Descubridor 3127 935 Von Welsbach en 1885 NEODIMIO 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 Nombre Número atómico Valencia Estado de oxidación +3 Electronegatividad 1,2 Radio covalente (Å) 1,64 Radio iónico (Å) 1,09 Radio atómico (Å) 1,82 Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) 7,00 Punto de ebullición (ºC) 3027 Punto de fusión (ºC) 1024 Descubridor Neodimio 60 [Xe]4f45d06s2 3 6,33 144,24 Carl Auer von Welsbach 1885 PROMETIO 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. Nombre Número atómico Valencia Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC) Descubridor Prometio 61 3 +3 1,06 1,83 5 0 2 [Xe]4f 5d 6s 147 1027 Marinsky 1945 SAMARIO 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. 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 Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) [Xe]4f65d06s2 5,63 150,35 Densidad (g/ml) 7,54 Punto de ebullición (ºC) 1900 Punto de fusión (ºC) 1072 Descubridor Paul Emile Lecoq de Boisbaudran en 1879 EUROPIO 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. Nombre Número atómico Valencia Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC) Descubridor Europio 63 2,3 +2 1,0 1,85 1,12 2,04 [Xe]4f75d06s2 5,72 151,96 5,26 1439 826 Carl Mosander en 1843 GADOLINIO 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 Nombre Número atómico Valencia Gadolinio 64 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 Primer potencial de ionización (eV) Masa atómican (g/mol) [Xe]4f75d16s2 6,20 157,25 Densidad (g/ml) 7,89 Punto de ebullición (ºC) 3000 Punto de fusión (ºC) 1312 TERBIO 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. Nombre Número atómico 65 Valencia 3,4 Estado de oxidación +3 Electronegatividad 1,2 Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC) 2800 Punto de fusión (ºC) 1356 Descubridor Terbio 1,59 1,0 1,77 [Xe]4f95d06s2 6,76 158,924 8,27 Carl Mosander en 1843 DISPROSIO 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. Nombre Número atómico Valencia Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC) Disprosio 66 3 +3 1,1 1,59 0,99 1,77 10 [Xe]4f 5d06s2 6,85 162,50 8,54 2600 1407 HOLMIO 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. Nombre Número atómico Valencia Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC) Descubridores Holmio 67 3 +3 1,2 1,58 0,97 1,76 11 [Xe]4f 5d06s2 164,930 8,80 2600 1461 J.L. Soret in 1878 ERBIO Es un sólido blanco, maleable de brillo metálico, soluble en ácidos e insoluble en agua. Presenta baja toxicidad y gran resistencia eléctrica. Nombre Número atómico Valencia Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC) Descubridor Erbio 68 3 +3 1,2 1,57 0,96 1,75 12 [Xe]4f 5d06s2 167,26 9,05 2900 1497 Carl Mosander en 1843 TULIO 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. Nombre Número atómico Tulio 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 Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) [Xe]4f135d06s2 168,934 Densidad (g/ml) 9,33 Punto de ebullición (ºC) 1727 Punto de fusión (ºC) 1545 Descubridor Theodore Cleve 1879 ITERBIO 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. Nombre Número atómico Valencia Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC) Descubridor Iterbio 70 2,3 +2 1,1 1,70 1,13 1,92 14 0 2 [Xe]4f 5d 6s 6,24 173,04 6,98 1427 824 Jean de Marignac en 1878 LUTECIO Es un metal trivalente de un característico color plateado con tonos blancuzcos, es relativamente estable en el aire. Nombre Número atómico Valencia Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC) Descubridor Lutecio 71 3 +3 1,2 1,56 0,93 1,74 14 1 2 [Xe]4f 5d 6s 5,02 174,97 9,84 3327 1652 George Urbain en 1907 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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 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. 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 (20102190ºF). Es químicamente reactivo y existe en tres diferentes modificaciones cristalinas entre la temperatura ambiente y su punto de fusión 900ºC (1600ºF). 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. 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. FERMIO 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 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. 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+) 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. 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. USOS Y APLICACIONES DE LOS ELEMENTOS DEL BLOQUE F 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. 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. 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. -Los óxidos de lantano y de cerio se emplean para fabricación y pulido de vidrios ópticos brindando mayor resistencia. -Se usan crisoles para fabricar La2O3. Su estructura cristalina puede cambiar dependiendo del pH al que se encuentre Cerca de 15.000 ton/año de los lantanoides se consumen como catalizadores y en la producción de gafas. 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. 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 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. 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 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. 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 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. 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 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 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). 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. 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. SUPERCONDUCTORES y temperatura a la que presentan el fenómeno Propiedades magnéticas Samario-Cobalto Neodimio-Níquel Imanes más potentes creados por el hombre 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. 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. El Tm169 tiene un uso potencial en materiales cerámicos magnéticos llamados ferritas, que son usados en equipamientos de microondas. 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. • 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. Urannita. Adición de uranio para la creación de cristales verdes o fosforescentes en amarillo. Nitrato de Uranilo Gilbert Spinthariscope: es un tubo de cartón que se utilizaba para vigilar elementos radioactivos, así como también su actividad Canicas de Uranio *Todos estos usos se han abandonado para utilizarse solamente como combustible nuclear 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. 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. BIBLIOGRAFÍA Atkins, P.; Overtone, T.; Rourke, J.; Weller, M. Química Inorgánica, 4ª Edición, McGrawl Hill, México, 2008 Rayner-Canham, G. Química Inorgánica Descriptiva, Pearson Educación, México 2000 Hahn, Otto, New Atoms, progress and some memories, Enselvier Publisching Company, INC., 1959 Aballe, M. et al. 1996. Microscopía Electrónica de Barrido y Microanálisis por Rayos X, Editorial Rueda, S.L., Madrid. 476 pp. González, G. 2006. Principios de Microscopía Electrónica de Barrido y Microanálisis por Rayos X Característicos, Facultad de Química, UNAM, México. 98 pp. Greenwood, N. N. Earnshaw, A. 1984. Chemistry of the Elements, Pergamon Press, U.K. 1542 pp. PÁGINAS DE INTERNET http://www.lenntech.es/periodica/tabla-periodica.htm http://www.ojocientifico.com/4959/mischmetal-que-es-el-metal-de-misch http://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/conmarcos/elementos/la.html http://es.wikipedia.org/wiki/Piroforicidad http://www.foro.salvatuvida.com/viewtopic.php?f=9&t=1143 http://metals.about.com/od/properties/a/What-Is-Mischmetal.htm http://mx.tuhistory.com/la-historia-de/inventos/el-encendedor.html http://www.educaplus.org/luz/colprima.html http://www.um.es/geograf/sigmur/teledet/tema05.pdf http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/fluorescencia http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_lantano_(III) http://es.wikipedia.org/wiki/Quelante_de_fosfato http://www.directindustry.es/prod/ningbo-souwest-magnetech-development-co-ltd/imanes-samario-cobaltosmco-71253-678855.html