Lantánidos

Un siglo de separación

La historia de los lantánidos comienza en 1787 con una roca negra de una cantera de Ytterby, cerca de Estocolmo. Johan Gadolin encontró en ella una nueva tierra en 1794 y, a lo largo de los 120 años siguientes, los químicos descubrieron que esa tierra, y otra llamada ceria, eran mezclas de más de una docena de elementos casi idénticos.

Separarlos exigía disolver y recristalizar el mismo material cientos o miles de veces, y cada paso enriquecía muy ligeramente un elemento. Muchos supuestos descubrimientos resultaron ser mezclas. Hasta los trabajos de Henry Moseley con rayos X en 1913, los químicos no pudieron decir con exactitud cuántos lantánidos debía haber.

Por qué se parecen tanto

Del lantano al lutecio, cada nuevo electrón entra en la subcapa 4f, enterrada en lo profundo del átomo bajo los electrones externos. Estos, que son los que determinan el comportamiento químico, apenas cambian, de modo que los lantánidos se comportan de forma casi idéntica y casi todos forman iones 3+.

Aun así, los electrones 4f no son del todo invisibles. Dan a muchos iones lantánidos colores nítidos y un magnetismo intenso, y hacen que los átomos se encojan ligeramente a lo largo de la serie, un efecto llamado contracción lantánida que también condiciona la química de los elementos situados debajo.

Las tierras raras en la tecnología moderna

Pese a su nombre, la mayoría de las tierras raras no son escasas: el cerio es aproximadamente tan común como el cobre. Son «raras» en el sentido de que están dispersas y cuesta concentrarlas y purificarlas. Hoy son vitales para la tecnología moderna.

• Neodimio, con disprosio: los imanes permanentes más potentes, en motores de coches eléctricos, aerogeneradores y auriculares
• Europio y terbio: fósforos rojos y verdes de pantallas y lámparas de bajo consumo
• Erbio: amplificadores de los cables de fibra óptica que transportan internet
• Cerio: pulido de vidrio y catalizadores de automóvil
• Gadolinio: agentes de contraste para resonancias magnéticas

Minería y suministro

La mayor parte de las tierras raras del mundo se extraen y procesan en China, lo que las convierte en un asunto estratégico para muchos países. Su minería puede dejar residuos radiactivos de torio y uranio, y se están desarrollando nuevas fuentes y métodos de reciclaje para reducir tanto los riesgos ambientales como los de suministro.