En la tabla periódica, los elementos se organizan de acuerdo a su número atómico y propiedades químicas. Sin embargo, hay dos grupos de elementos que se encuentran por fuera de la tabla periódica convencional: los lantánidos y los actínidos. Esto se debe a su complejidad estructural y a su forma de llenar los subniveles de energía.
La complejidad de los lantánidos y actínidos
Los lantánidos y actínidos son un conjunto de elementos que se caracterizan por tener electrones en los subniveles
La manera de llenar los subniveles
Por esa razón, los lantánidos y actínidos están separados de los otros elementos en dos filas que se colocan por debajo de la tabla periódica convencional. Los elementos que conforman estas dos series se llaman lantánidos, que van desde el número atómico 57 al 71, y actínidos, que van desde el número atómico 89 al 103.
Los lantánidos y actínidos, elementos misteriosos
Los lantánidos y actínidos son elementos misteriosos y fascinantes. Para muchos de nosotros, estos elementos pueden sonar extraños y lejanos, pero están en nuestra vida cotidiana más de lo que pensamos. Desde la energía nuclear hasta las pantallas de televisión, podemos encontrar elementos de la serie de los lantánidos y actínidos.
De hecho, si estás leyendo este artículo en una pantalla, muy probablemente hay un lantánido o un actínido involucrado en la fabricación de la pantalla para que puedas leer esto en este preciso momento.
Los lantánidos y actínidos, aunque son encontrados en la misma fila debajo de la tabla periódica, son elementos con mucha diferencia entre sí, en especial los actínidos, que presentan emisión radiactiva.
Los lantánidos, elementos comunes y útiles
Los lantánidos son la primera serie de elementos de transición interna. A pesar de ser poco conocidos, son importantes en la tecnología moderna y la vida cotidiana. A menudo se utilizan para mejorar las propiedades físicas de otros materiales de los que dependemos en la vida cotidiana. Algunos de ellos se utilizan en la fabricación de metales y aleaciones, como el hierro. Se utilizan ampliamente en la industria petrolera, aleaciones de metales y dispositivos ópticos. De hecho, la industria del petróleo es la principal consumidora de lantánidos en todo el mundo.
La serie lantánida contiene elementos con números atómicos que van desde el cerio (58) hasta el lutecio (71). Igualmente, estos elementos cuentan con una reactividad química similar a los elementos del grupo 2 (metales alcalinotérreos) presentes en la tabla periódica.
Entre los elementos lantánidos más comunes encontramos al cerio, utilizado en catalizadores de automóviles y pantallas de televisión en la industria de la electrónica. El lantano se utiliza en aleaciones de hierro y es utilizado en la fabricación de vidrios UV, mientras que el praseodimio es utilizado para hacer materiales de aleación para la fabricación de turbinas de aviones.
Los actínidos, elementos peligrosos y vitales
Los actínidos son la segunda serie de elementos de transición interna, pero a diferencia de los lantánidos, estos son radiactivos y peligrosos. Ellos tienen una pena particular en el estudio de la química radiactiva y la energía nuclear. Pero no solo son peligrosos, sino que son también elementos vitales para algunas aplicaciones industriales y médicas.
Los actínidos son esenciales en la construcción de reactores nucleares donde el uranio y el plutonio pueden ser utilizados como combustibles nucleares. Además de ser utilizados para el tratamiento del cáncer y como fuente de energía eléctrica, algunos actínidos se han utilizado históricamente en la producción de armas nucleares.
La serie actínida abarcó desde el torio (90) hasta el laurencio (103). Actualmente se conocen los 15 elementos de esta serie, siendo solo los primeros cuatro de ellos encontrados naturalmente en la Tierra.
Aplicaciones de los actínidos
El uranio, el plutonio y el curio son los actínidos con mayor aplicación en diversas áreas. El uranio es utilizado en la generación de energía nuclear y se utiliza en la fabricación de equipos de rayos X y radioterapia para el cáncer. El plutonio también tiene una gran demanda en la industria nuclear, pero también se utiliza en algunos dispositivos electrónicos, como baterías termoeléctricas.
Otro elemento actínido importante es el curio, que tiene aplicaciones menos peligrosas. Es utilizado en equipos de medición de isótopos radiactivos, como también en la industria de la seguridad, específicamente en detectores de humo y alarmas contra incendios.
Las tierras raras, elementos vitales para la tecnología
Dentro de los lantánidos, encontramos a los elementos más conocidos y utilizados en la tecnología y la electrónica, también conocidos como tierras raras. Estos elementos se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde baterías de vehículos eléctricos hasta dispositivos de resonancia magnética en el campo médico. Algunos de ellos también son muy comunes en nuestros hogares, como los fluorescentes, los catalizadores de coches y las pantallas de televisión.
Entre los elementos de las tierras raras más importantes encontramos al lantano, el cerio, el praseodimio, el neodimio, el erbio y el europio, entre otros. Estos elementos son de importancia crítica en la tecnología moderna, gracias a su excelente conductividad eléctrica y térmica, y también a su capacidad para absorber y emitir luz. Debido a estas características, son utilizados en la fabricación de productos de tecnología para vehículos eléctricos, dispositivos médicos y aparatos electrónicos de consumo, entre otras aplicaciones.
La extracción de los lantánidos y actínidos
La obtención de elementos de lantánidos y actínidos de la naturaleza es un proceso muy complicado. Para empezar, estos elementos no se encuentran libres en la naturaleza, sino en los llamados minerales rare earth (tierras raras) y los minerales de uranio. Estos minerales son extremadamente escasos y difíciles de extraer, lo que hace que la producción de estos elementos sea cara.
La extracción de lantánidos requiere una preparación intensiva y el uso de químicos para separar estos elementos de su mena. Además, el procesamiento del mineral rara vez se realiza en los mismos países donde se encuentran los depósitos, y cuando se hacen fuera del país, hay problemas relacionados con la regulación ambiental que afectan al medio ambiente. La producción de actínidos es aún más complicada: debido a su naturaleza radioactiva, requiere un cuidado especial y sofisticado en su extracción y manipulación.
La importancia de los lantánidos y actínidos
A pesar de ser elementos poco convencionales, los lantánidos y actínidos son fundamentales para la tecnología moderna. Estos elementos se encuentran en una amplia variedad de productos y aplicaciones que son importantes para el mundo tal y como lo conocemos.
La química de estos elementos es compleja y difícil, lo que hace que su producción sea costosa y agresiva para el medio ambiente. A pesar de esto, los lantánidos y actínidos continúan siendo vitales para muchas aplicaciones esenciales, como la generación de energía, la tecnología y la medicina.
Como consumidores, es importante entender la importancia de estos elementos y considerar los impactos ambientales y sociales de su producción. Al hacerlo, podemos ayudar a garantizar que los lantánidos y actínidos sean producidos de manera responsable y sostenible, por el bien de nuestra tecnología y de nuestro planeta.
