Lantanídeos

Um século de separação

A história dos lantanídeos começa em 1787 com uma rocha preta de uma pedreira em Ytterby, perto de Estocolmo. Johan Gadolin encontrou nela uma nova terra em 1794, e ao longo dos 120 anos seguintes os químicos descobriram que essa terra, e outra chamada céria, eram misturas de mais de uma dúzia de elementos quase idênticos.

Separá-los significava dissolver e recristalizar o mesmo material centenas ou milhares de vezes, e cada etapa enriquecia um elemento só um pouquinho. Muitas supostas descobertas se revelaram misturas. Só depois do trabalho de Henry Moseley com raios X, em 1913, os químicos puderam dizer exatamente quantos lantanídeos deveria haver.

Por que são tão parecidos

Do lantânio ao lutécio, cada novo elétron entra no subnível 4f, enterrado no fundo do átomo, sob os elétrons externos. Os elétrons externos, que controlam o comportamento químico, quase não mudam, por isso os lantanídeos se comportam de forma praticamente idêntica e quase todos formam íons 3+.

Os elétrons 4f, porém, não são totalmente invisíveis. Eles dão a muitos íons lantanídeos cores nítidas e magnetismo intenso, e tornam os átomos um pouco menores ao longo da série — um efeito chamado contração lantanídica, que também molda a química dos elementos abaixo deles.

Terras-raras na tecnologia moderna

Apesar do nome, a maioria das terras-raras não é rara: o cério é quase tão comum quanto o cobre. Elas são “raras” no sentido de estarem dispersas e serem difíceis de concentrar e purificar. Hoje são vitais para a tecnologia moderna.

• Neodímio, com disprósio: os ímãs permanentes mais fortes, em motores de carros elétricos, turbinas eólicas e fones de ouvido
• Európio e térbio: fósforos vermelhos e verdes em telas e lâmpadas econômicas
• Érbio: amplificadores nos cabos de fibra óptica que transportam a internet
• Cério: polimento de vidro e catalisadores automotivos
• Gadolínio: agentes de contraste para exames de ressonância magnética

Mineração e abastecimento

A maior parte das terras-raras do mundo é extraída e processada na China, o que as torna uma preocupação estratégica para muitos países. Sua mineração pode deixar resíduos radioativos de tório e urânio, e novas fontes e métodos de reciclagem estão sendo desenvolvidos para reduzir tanto os riscos ambientais quanto os de abastecimento.