Serie de los lantanidos

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Los metales del grupo f: Lantánidos y actínidos
Características generales
LantánidoS. Confuguración electrónica
Orbitales f y estados de oxidación
Contracción de los lantánidos
Energía de ionización
Fuentes de lantánidos
Compuestos (Reacciones)
APLICACIONES

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Serie de los lantanidos

  1. 1. Serie de los Lantánidos QUÍMICA INORGÁNICA POR: BENJAMÍN SÁNCHEZ
  2. 2. Los metales del grupo f: Lantánidos y actínidos Lantánidos (más escandio e itrio) se denominan metales de las tierras raras periodo 6 metales de transición interna Lantánidos Actínidos
  3. 3. Características generales Son todos blandos y moderadamente densos (unos 7 g/cm^3  Puntos de fusión (1000 °C), puntos de ebullición (3000°C).  todos reaccionan con agua  Todos forman óxidos del tipo M2O3.  Número de coordinación alto. 
  4. 4. Características generales  Sólo el cerio tiene un segundo estado de oxidación común*, que es +4   (NH4)2 [Ce(NO3)6] Cationes coloridos amarillos). (coloridos, verdes, rosados y
  5. 5. LantánidoS. Confuguración electrónica * 3+ es el estado de oxidación más importante de los lantánidos *Ln se utiliza como símbolo general para los metales La-Lu.
  6. 6. Orbitales f y estados de oxidación n = 4; l = 3; ml= -3,-2,-1,0,+1,+2,+3  conjunto cúbico: y
  7. 7. conjunto cúbico
  8. 8. Contracción de los lantánidos  La contracción de los lantánidos es la disminución constante de tamaño a lo largo de la serie de elementos La-Lu.
  9. 9. Contracción de los lantánidos
  10. 10. Contracción de los lantánidos  1. Consecuencias: Dos subgrupos*:   2. Del óxido de cerio Del Itrio Efecto sobre los elementos en la tercera fila de los metales de transición  Las propiedades químicas y físicas de metales de transición "4d" y "5d" son muy similares entre sí Gráfica de radios atómicos para los primeros 86 elementos
  11. 11. Energía de ionización A, la tercera energía de ionización B, la suma de las tres primera energía de ionización C, la entalpía de hidratación de los iones trivalentes gaseosos
  12. 12. Números de coordinación
  13. 13. Fuentes de lantánidos  Bastnasita (Ce,La,...)CO3F y monacita (Ce,La,Nd,Pr,Th,Y...)PO4) son las principales menas de La y los lantánidos. Abundancia típica de los lantánidos en minerales* de los lantánidos  2LaF3 + 3Ca → 3CaF2 + 2La  métodos modernos: Monacita Bastnasita Xenotima Bastnasita *Los valores en negrita son en ppm.  Extracción con disolventes  intercambio iónico (poliestireno sulfonado o su sal de Na+) http://www.radiochemistry.org/periodictable/la_series/L2.html Monacita
  14. 14. Fuentes de lantánidos
  15. 15. Fuentes de lantánidos
  16. 16. Compuestos (Reacciones) 
  17. 17. Compuestos 
  18. 18. Compuestos  Complejos de coordinación  Se forman menos que con metales de transición  Los iones Ln3+ son duros y muestran preferencia por F - y ligandos O-dadores, por ejemplo en complejos con [EDTA]4- Y [Yb(OH)6]3-
  19. 19. APLICACIONES • Óxidos de cerio para convertidores catalíticos de automóviles. • Pulido de vidrio y en cerámica. • Catalizadores del petróleo. • Aleaciones metálicas. • Aditivos en aceros de aplicación especial. • *Fósforos en televisión, luces, monitores de ordenador y radar, imanes permanentes. • Láseres de neodimio. • Baterías de níquel e hidruro metálico (LaNi5) • Reactivos lantánidos de desplazamiento en espectroscopía de RMN • Superconductores
  20. 20. APLICACIONES YBa2Cu3O7 superconductor por arriba de los 77 K. (a) Estructura tipo perovskita del “YBa2Cu3O9” teórico. (b) Estructura relacionada del “YBa2Cu3O7” superconductor.
  21. 21. APLICACIONES propiedades electrónicas y ópticas  ( a) espectros de absorción electrónica  Puntos claves  Los iones Lantanoides normalmente muestran espectros de absorción débil pero bien definidos (estrechos y finos), esto debido a que los orbitales f se superponen sólo débilmente con los orbitales de los ligandos.  Los espectros de absorción son en gran medida independiente del tipo de ligando y el número de coordinación.
  22. 22. APLICACIONES propiedades electrónicas y ópticas 
  23. 23. Bibliografía  Inorganic Chemistry, Catherine E. Housecroft & Alan G. Sharpe, Third Edition, Pearson Prentice Hall, England, 2008  Descriptive Inorganic Chemistry, Geoff Rayner-Canham, Fifth Edition, Fifth Edition, W. H. Freeman and Company, NY, 2010  Inorganic Chemistry, P.W. Atkins, et al., Fifth Edition, W. H. Freeman and Company, NY, 2010  Lanthanide and Actinide Chemistry, Simon Cotton, John Wiley & Sons Ltd, England, 2006  Lanthanides and actinides, Monica Halka and Brian Nordstrom, Facts On File, NY, 2011  Chemistry of the Elements, N. N. Greenwood & A. Earnshaw, Second Edition, ButterworthHeinemann, Oxford U.K. , 1997  http://archives.universcience.fr/francais/ala_cite/expo/tempo/aluminium/science/mendel eiev/mendeleiev_espanol.swf  http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Sistemaperiodico/configuracion_elec_01.swf  Video Lanthanide Luminescence http://vimeo.com/66160441 (Luminiscencia de Lantánidos)

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