Conosci i metalli chiamati “terre rare”? I lantanidi sono metalli presenti ovunque, visibili in diversi colori e che aiutano a semplificarci la vita. Sono oggetto di ricerca da decenni e la loro caratteristica principale è che si trovano in fondo alla tavola periodica. Di seguito, scopri cosa sono, le loro principali caratteristiche e le proprietà eccezionali.
Cosa sono i lantanidi?
I lantanidi sono elementi chimici della tavola periodica che compongono il periodo 6 . Sono chiamati elementi delle terre rare perché si trovano sotto forma di ossidi e fanno parte degli elementi di transizione interna. Prende il nome da uno dei suoi elementi costitutivi, il lantanio, e comprende 15 composti con numero atomico variabile da 57 a 71.
I membri di questo gruppo sono gli elementi: lantanio (La), cerio (Ce), praseodimio (Pr), neodimio (Nd), promezio (Pm), samario (Sm), europio (Eu), gadolinio (Gd), terbio . (Tb), disprosio (Dy), olmio (Ho), erbio (Er), tulio (Tm), itterbio (Yb), lutezio (Lu), scandio (Sc) e ittrio (Y). Hanno tutte elettroni negli orbitali f del guscio 4 , ed è proprio questa particolarità a definirle terre rare.
Elementi appartenenti al gruppo dei lantanidi
- Lantanio (Il)
- Cerio (Ce)
- Neodimio (Nd)
- Promezio (Pm)
- Praseodimio (Pr)
- Europio (UE)
- Gadolinio (Gd)
- Samario (Sm)
- Disprosio (Dy)
- Erbio (Er)
- Olmio (Ho)
- Terbio (Tb)
- Itterbio (Yb)
- Lutezio (Lu)
- Tulio (Tm)
Caratteristiche delle terre rare
Innanzitutto è importante sottolineare che si tratta di elementi molto simili tra loro , per i legami che formano e perché hanno uno stato di ossidazione +3. Inoltre, sono abbondanti nella crosta terrestre, la monazite ne è un esempio. Altri punti salienti sono:
- Si trovano in fondo alla tavola periodica insieme agli attinidi. Coprono il periodo 6 del sistema periodico.
- La maggior parte condivide la struttura chimica del lantanio, che è meno reattivo chimicamente e appartiene al livello energetico f.
- All’aumentare del suo numero atomico, il suo raggio diminuisce . Sebbene queste non siano grandi variazioni, si accumulano, conferendo agli elementi del gruppo d raggi simili. Questa è chiamata contrazione dei lantanidi.
- Si chiama terra perché anticamente gli ossidi venivano chiamati così , per la loro natura insolubile, per il loro aspetto amorfo e perché non cambiavano il loro stato fisico con il calore.
- Il termine “raro” è dovuto alla bassa concentrazione nei materiali da cui sono stati purificati.
- Non sono elementi molto tossici , quindi l’ingestione accidentale non porta a conseguenze fatali per l’organismo.
D’altra parte, è importante ricordare che non si trovano allo stato libero in natura, ma sotto forma di elementi come allanite, loparite, parisite, tra gli altri. Hanno tutti un aspetto metallico e brillante .
Proprietà e usi dei lantanidi
Uno degli aspetti che attirano maggiormente l’attenzione sono le caratteristiche fisiche e chimiche dei lantanidi . Questi includono effetti luminescenti e magnetici derivanti dalla presenza di elettroni dell’orbitale 4f. Questo è il motivo per cui vengono utilizzati nelle apparecchiature tecnologiche. Dal suo comportamento si possono evidenziare i seguenti aspetti:
- Hanno un effetto magnetico . I lantanidi dal cerio (Ce) al tulio (Tm) hanno un forte magnetismo perché hanno elettroni spaiati negli orbitali 4f. Pertanto, se combinati con altri metalli, producono composti magnetici utilizzati nei dischi rigidi, nelle turbine e nei motori.
- La proprietà della luminescenza . Questi elementi formano composti con molecole organiche dotate di effetto luminescente detti complessi di coordinazione. Viene utilizzato per ottenere immagini di risonanza magnetica in medicina e in vari studi sul corpo umano.
- A causa della loro attività elettronica, gli elementi delle terre rare vengono utilizzati per le loro proprietà nucleari . Un esempio di ciò è l’europio e il disprosio, utilizzati nei cilindri di controllo dei reattori, nonché gli isotopi dell’ittrio per i trattamenti contro il cancro.
- Per quanto riguarda l’uso e lo sfruttamento dei lantanidi, essi rappresentano un importante equilibrio in campo ambientale, tecnologico, politico ed economico. La sua estrazione è costosa e le riserve sono gestite da alcuni paesi , il che ne rende difficile il libero utilizzo.
In sintesi, i lantanidi sono elementi chimici che si trovano in fondo alla tavola periodica e sono anche chiamati terre rare. Sono di grande importanza per l’umanità, poiché la loro estrazione consente la produzione di apparecchiature mediche, industriali e tecnologiche che facilitano notevolmente la vita.