Por que os lantanídeos e os actinídeos ficam na parte de baixo da tabela periódica?

Onde eles realmente pertencem

Siga os números atômicos ao longo do período 6: césio (55), bário (56) e, depois, um salto para o háfnio (72). Os 15 elementos do lantânio (57) ao lutécio (71) preenchem essa lacuna. O período 7 tem a mesma lacuna entre o rádio (88) e o rutherfórdio (104), preenchida pelos 15 elementos do actínio (89) ao laurêncio (103).

Muitas tabelas marcam o lugar no grupo 3 com um símbolo indicador rotulado 57–71 ou 89–103. Se você encaixasse as duas linhas no lugar, os períodos 6 e 7 teriam 32 elementos cada, e a tabela teria 32 colunas em vez de 18. Esse formato largo é chamado de tabela periódica de forma longa, ou de 32 colunas.

O bloco f

Os lantanídeos e os actinídeos formam o bloco f. Ao longo dessas linhas, os elétrons são adicionados principalmente a uma subcamada f duas camadas abaixo da mais externa: 4f para os lantanídeos e 5f para os actinídeos. Uma subcamada f comporta 14 elétrons, e é por isso que o bloco f tem 14 colunas de largura.

Cada linha lista 15 elementos, um a mais que as 14 colunas do bloco f. Isso acontece porque tanto o lantânio quanto o lutécio contam como lantanídeos, e tanto o actínio quanto o laurêncio como actinídeos, enquanto apenas um de cada par realmente pertence ao grupo 3. Os químicos ainda debatem qual deve ser esse par.

Como os elétrons adicionados ficam tão fundo no átomo, os elétrons mais externos quase não mudam ao longo de cada linha. Todo lantanídeo termina em 6s²; o neodímio, por exemplo, é [Xe] 4f⁴ 6s². É por isso que os lantanídeos são quimicamente tão parecidos entre si e tão difíceis de separar.

Os lantanídeos

Os lantanídeos, junto com o escândio e o ítrio, são muitas vezes chamados de elementos terras raras. Apesar do nome, a maioria não é especialmente rara na crosta terrestre; eles apenas estão dispersos e são difíceis de separar uns dos outros.

São, em sua maioria, metais moles e prateados que normalmente formam íons +3. Muitos são vitais para a tecnologia moderna: o neodímio é usado em ímãs permanentes fortes para motores, fones de ouvido e turbinas eólicas, o samário em ímãs de samário–cobalto resistentes ao calor, o európio nos fósforos de telas e lâmpadas, e o gadolínio em meios de contraste para exames de ressonância magnética. Ao longo da série, os átomos encolhem um pouco, de 240 pm no lantânio para 221 pm no lutécio nos dados deste site, um efeito chamado contração lantanídica.

Os actinídeos

Todos os actinídeos são radioativos. Apenas o tório e o urânio ocorrem em grandes quantidades na natureza. O actínio e o protactínio existem em traços minúsculos em minérios de urânio e tório, e o mesmo vale para traços de netúnio e plutônio, mas quase todos os elementos depois do urânio são produzidos em reatores nucleares ou aceleradores de partículas.

O urânio e o plutônio são os combustíveis da energia nuclear, e o amerício-241 é usado em muitos detectores de fumaça residenciais. Os actinídeos apresentam uma variedade maior de cargas que os lantanídeos: o urânio, por exemplo, pode ser +3, +4, +5 ou +6. Os actinídeos mais pesados, como o nobélio e o laurêncio, só foram produzidos em quantidades minúsculas.

Como lê-los na tabela

Ao consultar um lantanídeo ou actinídeo, lembre-se de que seu período é o 6 ou o 7, mesmo estando impresso em uma linha mais baixa. O neodímio (60) está no período 6, e o urânio (92) está no período 7. Muitas tabelas deixam o número do grupo em branco para esses elementos, porque as colunas do bloco f não estão entre os 18 grupos numerados.

Um jeito rápido de lembrar as faixas: a linha dos lantanídeos começa logo depois do bário (56) e a dos actinídeos logo depois do rádio (88), os dois metais do grupo 2 na base de sua coluna.