Lantanida

Satu abad pemisahan

Kisah lantanida bermula pada 1787 dengan sebongkah batu hitam dari sebuah tambang di Ytterby, dekat Stockholm. Johan Gadolin menemukan tanah baru di dalamnya pada 1794, dan selama 120 tahun berikutnya para kimiawan mendapati bahwa tanah ini, beserta tanah lain yang disebut seria, merupakan campuran lebih dari selusin unsur yang nyaris identik.

Memisahkannya berarti melarutkan dan mengkristalkan ulang bahan yang sama ratusan hingga ribuan kali, dan setiap langkah hanya sedikit memperkaya satu unsur. Banyak klaim penemuan ternyata hanyalah campuran. Baru setelah penelitian sinar-X Henry Moseley pada 1913, para kimiawan dapat menyatakan dengan pasti berapa jumlah lantanida yang seharusnya ada.

Mengapa mereka begitu mirip

Bergerak dari lantanum ke lutesium, setiap elektron baru masuk ke subkulit 4f, yang terbenam jauh di dalam atom di bawah elektron-elektron terluar. Elektron terluar, yang mengendalikan perilaku kimia, nyaris tidak berubah, sehingga lantanida berperilaku hampir identik dan hampir semuanya membentuk ion 3+.

Meski begitu, elektron 4f tidak sepenuhnya tak terlihat. Elektron ini memberi banyak ion lantanida warna yang tajam dan kemagnetan yang kuat, serta membuat atom sedikit mengecil di sepanjang deret. Efek yang disebut kontraksi lantanida ini juga memengaruhi kimia unsur-unsur di bawahnya.

Tanah jarang dalam teknologi modern

Terlepas dari namanya, sebagian besar tanah jarang sebenarnya tidak langka: serium kira-kira sama umumnya dengan tembaga. Unsur-unsur ini “jarang” dalam arti tersebar dan sulit dipekatkan serta dimurnikan. Kini unsur-unsur ini sangat penting bagi teknologi modern.

• Neodimium, bersama disprosium: magnet permanen terkuat, dipakai pada motor mobil listrik, turbin angin, dan headphone
• Europium dan terbium: fosfor merah dan hijau pada layar dan lampu hemat energi
• Erbium: penguat sinyal pada kabel serat optik yang membawa internet
• Serium: pemolesan kaca dan konverter katalitik
• Gadolinium: zat kontras untuk pemindaian MRI

Penambangan dan pasokan

Sebagian besar tanah jarang dunia ditambang dan diolah di Tiongkok, sehingga menjadi isu strategis bagi banyak negara. Penambangannya dapat meninggalkan residu torium dan uranium yang radioaktif, dan sumber-sumber baru serta metode daur ulang sedang dikembangkan untuk mengurangi risiko lingkungan maupun risiko pasokan.