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Lantánidos Usos y Definición

Lantánidos
Lantánidos Usos y Definición
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Los lantánidos son una familia de 15 elementos químicos cuyos números atómicos van del 57 al 71. Los 15 elementos incluyen: lantano (La), 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).

Puede encontrar compañeros científicos refiriéndose a un lantánido como un metal extraño de la tierra. Este es el nombre perfecto, dado que se encuentra en la corteza terrestre. En cuanto a la tabla periódica, los lantánidos se encuentran en el período 6, que es la fila de color rosa claro en la parte inferior. Tenga cuidado de no confundir los lantánidos con su vecino la familia de los actínidos, que es el período 7, o la fila de color rosa oscuro debajo de los lantánidos.

Tabla periódica estándar
tabla periódica

Una buena forma de asegurarse de que está mirando los lantánidos es prestar atención al primer elemento de la fila. Verá que el primer elemento en los lantánidos tiene un símbolo atómico de La. También resultan ser las dos primeras letras del nombre lantánido. Por lo tanto, si alguna vez olvida dónde se encuentran los lantánidos, preste atención al símbolo atómico de La y ¡no puede equivocarse!

Hay algunas características de los lantánidos que sin duda vale la pena mencionar. Primero es su estado de oxidación. Los lantánidos son conocidos por adoptar el estado de oxidación de +3. Tienden a ser más estables en este estado. El estado de oxidación es un valor calculado que se usa para mostrar la cantidad de electrones perdidos o ganados. En segundo lugar, los 15 elementos en la familia de los lantánidos poseen propiedades físicas similares.

Presentamos los Lantánidos

Si estás buscando elementos en la familia de los lantánidos, un buen lugar para comenzar sería en la corteza terrestre. Los elementos encontrados en la corteza terrestre se llaman metales de tierras raras , y los elementos lantánidos son buenos ejemplos de estos.

Retrocedamos en el tiempo un momento: hasta el año 1787 en Ytterby, Suecia, para ser precisos. Se descubre un mineral mineral llamado Gadolinita. Avance rápido hasta 1794, y un científico llamado Gadolin extrae el elemento itria, más tarde llamado itrio, de este mineral. En 1803, los científicos Berzelius y Klaproth se dieron cuenta de que se podía extraer un elemento diferente llamado cerio del mismo mineral.

¿Creerías, con el tiempo, que los 15 elementos lantánidos fueron extraídos y separados de este mineral? ¡Es verdad! De hecho, este método de descubrimiento para elementos lantánidos condujo a su clasificación como metales de tierras raras. Esto es plausible dado su descubrimiento en un mineral mineral de la tierra.

Ahora, vale la pena señalar que la palabra ‘raro’ no es 100% aplicable a nuestros amigos los lantánidos. Estos elementos no son técnicamente raros ya que son bastante abundantes en la naturaleza. Pero, ¿qué es exactamente un lantánido? Vamos a definir el término.

Definición de los Lantánidos:

Elementos con números atómicos 58-71 (¡aunque hay cierta disputa sobre dónde comienzan y terminan exactamente los lantánidos!). La serie de lantánidos es el grupo de elementos en los que se está llenando el subnivel 4f. Consulte la sección sobre lantánidos para obtener más información.

Metales de tierras raras, elementos de tierras raras, elementos comunes de la tierra.

Ejemplos de lantánidos:

Europium , número atómico 63

¿Qué significa Lanthanides ?

Los lantánidos son los miembros de los 15 elementos químicos metálicos naturales, cuyos números atómicos se encuentran entre 57 (lantano) y 71 (lutecio). Estos elementos tienen su subnivel 4f lleno. Los lantánidos tienen similitudes en sus propiedades físicas y químicas y tienen muchos usos industriales y científicos.

Corrosionpedia explica Lanthanides

Cualquier Lantánido generalmente se representa con el símbolo Ln, que se usa para referirse a cualquier elemento de la serie. Los Lanthanides individuales son:

  • Lantano (La)
  • Cerio (Ce)
  • Praseodimio (Pr)
  • Neodimio (Nd)
  • Prometeo (Pm)
  • Samario (Sm)
  • Europio (Eu)
  • Gadolinio (Di-s)
  • Terbio (Tb)
  • Disprosio (Dy)
  • Holmio (Ho)
  • Erbio (Er)
  • Tulio (Tm)
  • Yterbio (Yb)
  • Lutecio (Lu)

Catorce de los lantánidos son elementos del bloque f, el decimoquinto elemento, el lutecio, es un elemento del bloque d, pero se considera un lantánido ya que sus propiedades químicas son similares a las otras catorce.

Los elementos se obtienen de minerales naturales. Cualquier mineral Lanthanide contiene todos los elementos. Sin embargo, la concentración de los elementos individuales puede diferir según el tipo de mineral. Los minerales típicos incluyen:

  • Xenotime – Alta concentración de Lantánidos más pesados
  • Monazita: alta concentración de Lantánidos más ligeros
  • Euxenite – Distribución uniforme

Los metales blandos de color blanco plateado comparten varias características. Su dureza aumenta a mayores números atómicos, exhibe altos puntos de fusión y ebullición, y son fuertemente paramagnéticos. Los lantánidos reaccionan con halógeno cuando se calientan y emiten fluorescencia bajo luz ultravioleta.

La exposición al aire causa empañamiento debido a la oxidación, que es más rápida en el aire húmedo. También son muy reactivos y se queman fácilmente en el aire. Los elementos normalmente reaccionan lentamente con oxígeno y agua, pero rápidamente a temperaturas más altas. Otras similitudes incluyen disolver rápidamente en ácidos, ser agentes reductores fuertes y tener compuestos iónicos.

La mayoría de los Lantánidos no se usan en su forma pura. Normalmente se usan con otros materiales o como aleaciones.

Las aplicaciones típicas incluyen:

  • Plantas nucleares
  • Flints para encendedores de cigarrillos
  • Catalizadores en la producción de petróleo y productos sintéticos
  • Lámparas, fósforos, pantallas de intensificación de rayos X, imanes, láseres y proyectores de cine
  • Mejora de la resistencia y la trabajabilidad de los aceros de baja aleación
  • Inhibidores de corrosión

Propiedades físicas de los elementos editar ]

 

Elemento químico La Ce Pr Dakota del Norte Pm Sm UE Dios Tuberculosis Dy Ho Er Tm Yb Lu
Número atómico 57 58 59 60 61 62 63 64 sesenta y cinco 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 y 1cm3 cube.jpg Ytterbium-3.jpg Lutecio sublimado dendrítico y 1cm3 cube.jpg
Densidad (g / cm 3 ) 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 atómicos
(fase gaseosa) *
5d 1 4f 5d 1 4f 3 4f 4 4f 5 4f 6 4f 7 4f 5d 1 4f 9 4f 10 4f 11 4f 12 4f 13 4f 14 4f 14 5d 1
Configuración de electrones atómicos
(fase sólida) *
5d 1 4f 5d 1 4f 2 5d 1 4f 3 5d 1 4f 45d 1 4f 5 5d 1 4f 7 4f 5d 1 4f 8 5d 1 4f 9 5d 1 4f 10 5d1 4f 11 5d1 4f 12 5d1 4f 14 4f 14 5d1
Celosía metálica (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
χ mol / 10 -6 ( cm 3 · 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

 

Usos de los lantánidos

Hasta hace relativamente poco, los lantánidos tenían relativamente pocas aplicaciones; cuestan tanto producir que generalmente hay alternativas menos costosas disponibles. La aleación de lantánidos más conocida, el metal Auer, es una mezcla de cerio y hierro que produce una chispa cuando se golpea. Durante mucho tiempo se ha utilizado como pedernal en encendedores de cigarrillos y gas. El metal Auer es uno de una serie de aleaciones de lantánidos mixtas conocidas como metales defectuosos. Los metales malignos están compuestos de cantidades variables de los metales lantánidos, principalmente cerio y cantidades más pequeñas de otros como lantano, neodimio y praseodimio. Se han utilizado para impartir resistencia, dureza e inercia a los materiales estructurales. También se han utilizado para eliminar las impurezas de oxígeno y azufre de diversos sistemas industriales.

En los últimos años, se han desarrollado métodos menos costosos para la producción de los lantánidos. Como resultado, ahora se usan en una mayor variedad de aplicaciones. Una de esas aplicaciones es como catalizadores, sustancias que aceleran las reacciones químicas. En la industria de la refinación, por ejemplo, los lantánidos se usan como catalizadores en la conversión de petróleo crudo en gasolina, queroseno, diesel y combustible para calefacción, y otros productos.

Los lantánidos también se usan como fósforos en televisores de color. Los fósforos son productos químicos que brillan con diversos colores cuando son golpeados por electrones. Por ejemplo, los óxidos de europio e itrio se utilizan para producir los colores rojos en una pantalla de televisión. Otros compuestos de lantánidos se utilizan en farolas, reflectores y en la iluminación de alta intensidad presente en los estadios deportivos.

La industria de la cerámica utiliza óxidos de lantánidos para colorear cerámicas y vidrios. Las lentes ópticas hechas con óxido de lantano se usan en cámaras y binoculares. Los compuestos de praseodimio y neodimio se usan en vidrio, como en pantallas de televisión, para reducir el deslumbramiento. El óxido de cerio se ha utilizado para pulir vidrio.

Los lantánidos también tienen una variedad de aplicaciones nucleares. Debido a que absorben neutrones, se han empleado en barras de control utilizadas para regular reactores nucleares. También se han utilizado como materiales de protección y como componentes estructurales en reactores. Algunos lantánidos tienen propiedades magnéticas inusuales. Por ejemplo, los imanes cobalto-samario son imanes permanentes muy fuertes.

Lantánidos como elementos de tierras raras

En un momento, los lantánidos se llamaron los elementos de tierras raras. El nombre sugiere que los químicos alguna vez pensaron que los elementos estaban presentes en la corteza terrestre en cantidades muy pequeñas. Resultó que, con una excepción, esa suposición no era correcta. (Esa excepción es el promethium, que se descubrió por primera vez en los productos de una reacción de fisión nuclear en 1945. También se han encontrado cantidades muy pequeñas de prometio en los minerales de uranio naturales).

Los otros lantánidos son relativamente abundantes en la corteza terrestre. El cerio, por ejemplo, es el vigésimo sexto elemento más abundante. Incluso el tulio, el segundo lantánido más raro después del prometio, es más abundante que el yodo.

El punto de interés acerca de los lantánidos, entonces, no es que sean tan raros, sino que se parecen mucho. La mayoría de los lantánidos se encuentran juntos en la naturaleza, y son muy difíciles de separar el uno del otro. De hecho, el descubrimiento de los elementos lantánidos es una de las historias de detectives más intrigantes en toda la química. Esa historia incluye episodios en los que se pensó que un elemento era otro, dos elementos se identificaron como uno, algunos elementos se identificaron por error, y así sucesivamente. En 1907, sin embargo, la confusión había sido resuelta, y todos los lantánidos (excepto el prometio) habían sido identificados.

Palabras para saber

Aleación: una mezcla de dos o más metales con propiedades diferentes a las de los metales de los que está hecha.

Catalizador: un material que acelera la velocidad de una reacción sin experimentar ningún cambio en su propia composición.

Monazita: un mineral que constituye la fuente principal de los lantánidos.

Óxido: Un compuesto que contiene oxígeno y otro elemento.

Fósforo: una sustancia que brilla cuando es golpeada por electrones.

Elementos de tierras raras: un nombre más antiguo para los elementos lantánidos .

Ocurrencia

La fuente más importante de los lantánidos es la monacita, una arena oscura y pesada que se encuentra en Brasil, India, Australia, Sudáfrica y los Estados Unidos. La composición de la monazita varía dependiendo de su ubicación, pero generalmente contiene alrededor del 50 por ciento de los compuestos lantánidos en peso. Debido a la similitud de sus propiedades y su presencia juntas en la naturaleza, los lantánidos pueden separarse unos de otros y purificarse solo con un esfuerzo considerable. En consecuencia, la producción comercial de los lantánidos tiende a ser costosa.

Propiedades

Como la mayoría de los metales, los lantánidos tienen una brillante apariencia plateada. Cinco de los elementos (lantano, cerio, praseodimio, neodimio y europio) son muy reactivos. Cuando se exponen al aire, reaccionan con el oxígeno para formar una capa de óxido que empaña la superficie. Por esta razón, estos metales se almacenan en aceite mineral. El resto de los lantánidos no son tan reactivos, y algunos (gadolinio y lutecio) conservan su aspecto plateado metálico durante mucho tiempo.

Cuando están contaminados con no metales, como oxígeno o nitrógeno, los lantánidos se vuelven quebradizos. También se corroen más fácilmente si están contaminados con otros metales, como el calcio. Sus puntos de fusión varían desde aproximadamente 819 ° C (1.506 ° F) para el iterbio hasta aproximadamente 1.663 ° C (3.025 ° F) para el lutecio. Los lantánidos forman aleaciones (mezclas) con muchos otros metales, y estas aleaciones exhiben una amplia gama de propiedades físicas.

Los lantánidos reaccionan lentamente con agua fría y más rápidamente con agua caliente para formar gas de hidrógeno. Se queman fácilmente en el aire para formar óxidos. También forman compuestos con muchos elementos no metálicos, como hidrógeno, flúor, fósforo, azufre y cloro.

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¿Que es Lantánido?
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¿Que es Lantánido?
Descripción
Los lantánidos son los elementos químicos que se encuentran en la fila 6 de la tabla periódica entre los grupos 3 y 4. Siguen el lantano (La), elemento # 57, que representa su apellido. Los lantánidos incluyen los metales 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). Read more: http://www.scienceclarified.com/Io-Ma/Lanthanides.html#ixzz5PrH48TRs
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