¿Por qué los lantánidos y los actínidos están en la parte inferior de la tabla periódica?

Dónde pertenecen realmente

Sigue los números atómicos a lo largo del período 6: cesio (55), bario (56) y luego un salto al hafnio (72). Los 15 elementos del lantano (57) al lutecio (71) llenan ese hueco. El período 7 tiene el mismo hueco entre el radio (88) y el rutherfordio (104), que llenan los 15 elementos del actinio (89) al lawrencio (103).

Muchas tablas marcan el lugar en el grupo 3 con un marcador de posición rotulado 57–71 o 89–103. Si deslizaras las dos filas a su lugar, los períodos 6 y 7 tendrían 32 elementos cada uno, y la tabla tendría 32 columnas en lugar de 18. Esta disposición ancha se llama tabla periódica de forma larga o de 32 columnas.

El bloque f

Los lantánidos y los actínidos forman el bloque f. A lo largo de estas filas, los electrones se añaden principalmente a una subcapa f situada dos capas por debajo de la más externa: la 4f en los lantánidos y la 5f en los actínidos. Una subcapa f admite 14 electrones, y por eso el bloque f tiene 14 columnas de ancho.

Cada fila enumera 15 elementos, uno más que las 14 columnas del bloque f. Esto se debe a que tanto el lantano como el lutecio cuentan como lantánidos, y tanto el actinio como el lawrencio como actínidos, mientras que solo uno de cada pareja pertenece realmente al grupo 3. Los químicos todavía debaten cuál debería ser esa pareja.

Como los electrones añadidos están tan hundidos en el interior del átomo, los electrones más externos apenas cambian a lo largo de cada fila. Todos los lantánidos terminan en 6s²; el neodimio, por ejemplo, es [Xe] 4f⁴ 6s². Por eso los lantánidos son tan parecidos entre sí químicamente y tan difíciles de separar.

Los lantánidos

Los lantánidos, junto con el escandio y el itrio, se llaman a menudo tierras raras. A pesar del nombre, la mayoría no son especialmente escasos en la corteza terrestre; simplemente están dispersos y es difícil separarlos unos de otros.

Son en su mayoría metales blandos y plateados que suelen formar iones +3. Muchos son vitales para la tecnología moderna: el neodimio se usa en potentes imanes permanentes para motores, auriculares y aerogeneradores, el samario en imanes de samario-cobalto resistentes al calor, el europio en los fósforos de pantallas y lámparas, y el gadolinio en medios de contraste para resonancias magnéticas. A lo largo de la serie los átomos se encogen ligeramente, de 240 pm en el lantano a 221 pm en el lutecio según los datos de este sitio, un efecto llamado contracción lantánida.

Los actínidos

Todos los actínidos son radiactivos. Solo el torio y el uranio se encuentran en grandes cantidades en la naturaleza. El actinio y el protactinio existen en trazas diminutas en los minerales de uranio y torio, y también hay trazas de neptunio y plutonio, pero casi todos los elementos posteriores al uranio se fabrican en reactores nucleares o aceleradores de partículas.

El uranio y el plutonio son los combustibles de la energía nuclear, y el americio-241 se usa en muchos detectores de humo domésticos. Los actínidos muestran una gama de cargas más amplia que los lantánidos: el uranio, por ejemplo, puede ser +3, +4, +5 o +6. Los actínidos más pesados, como el nobelio y el lawrencio, solo se han fabricado en cantidades minúsculas.

Cómo leerlos en la tabla

Cuando busques un lantánido o un actínido, recuerda que su período es el 6 o el 7 aunque esté impreso en una fila inferior. El neodimio (60) está en el período 6, y el uranio (92) está en el período 7. Muchas tablas dejan en blanco el número de grupo de estos elementos, porque las columnas del bloque f no están entre los 18 grupos numerados.

Una forma rápida de recordar los rangos: la fila de los lantánidos empieza justo después del bario (56) y la de los actínidos justo después del radio (88), los dos metales del grupo 2 en la base de su columna.