Grado 12
  1. Estado sólido  1.1. Clasificación de sólidos  1.2. Celosía cristalina y celda unitaria  1.3. Eficiencia de Embalaje  1.4. Densidad de la celda unidad  1.5. Imperfecciones en sólidos (defectos puntuales y lineales)  1.6. Propiedades Eléctricas de los Sólidos (Conductores, Aislantes y Semiconductores)  1.7. Propiedades Magnéticas de los Sólidos (Materiales Diamagnéticos, Paramagnéticos y Ferromagnéticos)
  2. Solución  2.1. Tipos de Soluciones (Homogéneas y Heterogéneas)  2.2. Expresando la concentración de soluciones (masa %, volumen %, molaridad, molalidad, normalidad, fracción molar)  2.3. Solubilidad de sólidos y gases en líquidos (ley de Henry)  2.4. La ley de Raoult y las soluciones ideales y no ideales  2.5. Propiedades del síndrome  2.6. Masa molar anormal y factor de Van't Hoff
  3. Electroquímica  3.1. Celdas electroquímicas (celdas galvánicas y electrolíticas)  3.2. Célula galvánica y EMF de la célula  3.3. Pontencial de electrodo estándar y serie electroquímica  3.4. Ecuación de Nernst y sus aplicaciones  3.5. Conductividad y celdas electrolíticas (conductividad específica, molar y equivalente)  3.6. La ley de Kohlrausch y sus aplicaciones  3.7. Baterías (celdas primarias y secundarias)  3.8. Corrosión y su prevención
  4. Cinética química  4.1. Velocidad de reacción química  4.2. Factores que afectan la velocidad de reacción (concentración, temperatura, catalizador, área superficial)  4.3. Orden y molecularidad de la reacción  4.4. Ecuaciones de tasa integrada (orden cero, primero y segundo)  4.5. Vida media de una reacción  4.6. Teoría de colisiones y energía de activación  4.7. Ecuación de Arrhenius y sus aplicaciones
  5. Química de superficies  5.1. Adsorción y sus tipos (Fisisorción y Quimisorción)  5.2. Catalisis y sus tipos (homogénea y heterogénea)  5.3. Coloides y sus propiedades (efecto Tyndall, movimiento Browniano, coagulación)  5.4. Emulsiones y geles  5.5. Aplicaciones de los coloides
  6. Principios generales y procesos de separación de elementos  6.1. Presencia de metales y minerales  6.2. Concentración de minerales (separación por gravedad, flotación por espuma, separación magnética)  6.3. Extracción de metales en bruto (tostado, calcinación, reducción)  6.4. Principios termodinámicos y electroquímicos de la metalurgia  6.5. Refinación de Metales
  7. Elementos del bloque p  7.1. Elementos del grupo 15 (nitrógeno y fósforo)  7.2. Elementos del Grupo 16 (Oxígeno, Azufre y sus Compuestos)  7.3. Elementos del Grupo 17 (Halógenos y sus Compuestos)  7.4. Elementos del Grupo 18  7.5. Propiedades y Tendencias en Elementos del Bloque p  7.6. Compuestos importantes de los elementos del bloque p (amoníaco, fosfina, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico)  7.7. Compuestos interhalógenos y sus aplicaciones
  8. Elementos del bloque d y del bloque f  8.1. Propiedades Generales de los Metales de Transición  8.2. Propiedades de los metales de transición interna (lantanoides y actinoides)  8.3. Contracciones de los lantanoides y actinoides  8.4. Química de Coordinación de Elementos del Bloque d
  9. Compuestos de coordinación  9.1. La teoría de Werner y los conceptos modernos  9.2. Número de coordinación y tipo de ligando  9.3. Nomenclatura de Compuestos de Coordinación  9.4. Isomería (geométrica y óptica) en compuestos de coordinación  9.5. Enlace en compuestos de coordinación (Teoría del enlace de valencia y teoría del campo cristalino)  9.6. Estabilidad y aplicaciones de los compuestos de coordinación en medicina e industria
  10. Haloalcanos y haloarenos  10.1. Clasificación y nomenclatura de haloalcanos y haloarenos  10.2. Propiedades Físicas y Químicas de Haloalcanos y Haloarenos  10.3. Mecanismo de Reacciones de Sustitución Nucleofílica (SN1 y SN2)  10.4. Usos y efectos ambientales (agotamiento del ozono, CFCs)
  11. Alcohol, fenol y éter  11.1. Estructura y clasificación de alcoholes, fenoles y éteres  11.2. Preparación y propiedades de los alcoholes  11.3. Preparación y propiedades del fenol  11.4. Preparación y propiedades de los éteres  11.5. Reacciones y Usos Químicos
  12. Aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos  12.1. Estructura y nomenclatura de aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos  12.2. Preparación y propiedades de aldehídos y cetonas  12.3. Reacciones químicas en aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos (adición nucleofílica, oxidación y reducción)  12.4. Preparación y propiedades de los ácidos carboxílicos  12.5. Reacciones químicas y usos de los ácidos carboxílicos
  13. Compuestos orgánicos que contienen nitrógeno  13.1. Aminas (clasificación, estructura, basicidad)  13.2. Preparación y propiedades de las aminas  13.3. Reacciones de Aminas (Diazotización, Reacción de Carbylamina)  13.4. Sales de diazonio y sus aplicaciones en la industria de pinturas
  14.1. Carbohidratos (clasificación y propiedades)  14.2. Proteínas (Estructura y Función)  14.3. Enzimas (Mecanismo y Función)  14.4. Ácidos nucleicos (ADN y ARN)  14.5. Vitaminas y hormonas
  15. Polímero  15.1. Clasificación de polímeros (Adición, Condensación, Copolímeros)  15.2. Tipos de polimerización (radical libre, iónica, condensación)  15.3. Polímeros importantes y sus usos  15.4. Polímeros biodegradables y no biodegradables
  16. La química en la vida cotidiana  16.1. Medicamentos y su clasificación (analgésicos, antipiréticos, antibióticos, antiácidos)  16.2. Químicos en alimentos y cosméticos (conservantes, edulcorantes artificiales, antioxidantes)  16.3. Agentes de limpieza y detergentes (jabones, detergentes sintéticos, surfactantes)  16.4. Química Ambiental (Contaminación, Química Verde, Química Sostenible)

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Propiedades de los metales de transición interna (lantanoides y actinoides)


Los metales de transición interna consisten en dos series: los lantanoides y los actinoides. Estos elementos se encuentran en el bloque f de la tabla periódica y se caracterizan por tener electrones llenos en sus orbitales 4f y 5f, respectivamente. Aunque se discuten menos que los elementos de transición del bloque d, los metales de transición interna tienen propiedades interesantes y aplicaciones importantes que son esenciales para muchas industrias.

Lantanoides

Los lantanoides, también conocidos como lantánidos, incluyen elementos con números atómicos del 57 al 71, comenzando con el lantano (La) y terminando con el lutecio (Lu). A continuación se muestra una lista secuencial de estos elementos:

Lantano (La), Cerio (Ce), Praseodimio (Pr), Neodimio (Nd), Prometio (Pm), Samario (Sm),
Europio (Eu), Gadolinio (Gd), Terbio (Tb), Disprosio (Dy), Holmio (Ho), Erbio (Er),
Tulio (Tm), Iterbio (Yb), Lutecio (Lu)

Estos elementos son famosos por su apariencia plateada brillante y altos puntos de fusión. Los lantanoides son altamente reactivos, especialmente a altas temperaturas o cuando están finamente divididos. Su reactividad es similar a la del calcio o magnesio en muchos aspectos.

Configuración electrónica

Los electrones de los lantanoides se emparejan en orbitales 4f. Por ejemplo, la configuración electrónica del cerio (Ce, número atómico 58) se puede escribir como:

[Xe] 4f 1 5d 1 6s 2

La adición de electrones a la subcapa 4f generalmente no causa ningún cambio significativo en el comportamiento químico en la serie, porque los electrones 4f no están involucrados en la unión, como los electrones de valencia.

Propiedades generales de los lantanoides

Los lantanoides muestran algunas características comunes:

  • Naturaleza metálica: Todos los lantanoides son metales y muestran propiedades metálicas típicas como maleabilidad, ductilidad y buena conductividad eléctrica.
  • Alta densidad y punto de fusión: Tienen alta densidad y punto de fusión.
  • Estados de oxidación variables: Los lantanoides muestran principalmente estados de oxidación de +3, aunque algunos muestran estados de +2 y +4 también.
  • Propiedades magnéticas: Muchos lantanoides son paramagnéticos debido a electrones no apareados.
Estados de oxidación comunes de los lantanoides +2 +3 +4

Actinoides

Los actinoides incluyen elementos con números atómicos del 89 al 103, que van desde el actinio (Ac) hasta el laurencio (Lr). La lista secuencial de elementos actinoides es la siguiente:

Actinio (Ac), Torio (Th), Protactinio (Pa), Uranio (U), Neptunio (Np), Plutonio (Pu),
Americio (Am), Curio (Cm), Berkelio (Bk), Californio (Cf), Einstenio (Es), Fermio (Fm),
Mendelevio (Md), Nobelio (No), Laurencio (Lr)

Los actinoides son únicos por su capacidad para formar iones más complejos que los lantanoides y para exhibir una gama más amplia de estados de oxidación. Se caracterizan principalmente por sus propiedades radiactivas y funcionan más prominentemente en configuraciones de reacción nuclear.

Configuración electrónica

En los actinoides, los orbitales 5f están llenos. Por ejemplo, la configuración electrónica para el uranio (U, número atómico 92) es:

[Rn] 5f 3 6d 1 7s 2

Debido a la participación de la subcapa 5f, los actinoides a menudo exhiben química variable y rica con complejidades potenciales, en contraste con sus contrapartes lantanoides.

Propiedades generales de los actinoides

Los actinoides tienen varias características comunes:

  • Radioactividad: La mayoría de los actinoides son radiactivos, algunos de los cuales tienen vidas medias muy cortas.
  • Naturaleza metálica: Todos ellos son metales y tienen propiedades físicas similares a los lantanoides.
  • Estados de oxidación variables: Los actinoides muestran una variedad de estados de oxidación que van del +3 al +6 o incluso más altos en algunos casos.
  • Propiedades magnéticas: Debido a electrones 5f no apareados, muchos actinoides muestran propiedades magnéticas.
Estados de oxidación de los actinoides +3 +4 +5/+6

Reactividad química de los metales de transición interna

Los metales de transición interna son conocidos por su reactividad. Los lantanoides son conocidos por formar rápidamente óxidos e hidróxidos cuando se exponen al aire. Sus óxidos, como el lantano La 2 O 3, son básicos. En contraste, los actinoides, especialmente los miembros inferiores del grupo, como el uranio (U) y el plutonio (Pu), son más reactivos y forman compuestos más complejos debido a sus estados de oxidación más altos y sirven como fuentes importantes en el campo de la energía nuclear.

Aplicaciones de los lantanoides y actinoides

Lantanoides

  • Aleaciones: Los lantanoides se utilizan a menudo en aleaciones para mejorar propiedades como la resistencia y la trabajabilidad. El mischmetal, que contiene varios lantanoides, se utiliza en pedernal ligero.
  • Vidrio y óptica: Algunos lantanoides se utilizan para colorear vidrio y en instrumentos ópticos. El vidrio neodimio es conocido por su capacidad para filtrar la radiación infrarroja.
  • Electrónica: Lantanoides como el europio (Eu) se utilizan en tubos de rayos catódicos y LEDs debido a sus propiedades luminosas.

Actinoides

  • Energía nuclear: El uranio y el plutonio son los elementos clave en los reactores nucleares y las bombas atómicas debido a su capacidad de fisión.
  • Medicina: Los actinoides como el radio (Ra) se utilizaron históricamente en el tratamiento del cáncer y todavía son relevantes en algunas técnicas de diagnóstico.
  • Investigación: Los actinoides, especialmente los actinoides sintéticos como el curio (Cm), proporcionan información sobre química nuclear y ciencia de materiales.

Conclusión

Los metales de transición interna, que incluyen tanto lantanoides como actinoides, ofrecen propiedades vastas y valiosas debido a sus configuraciones electrónicas únicas. Mientras que los lantanoides se utilizan significativamente en industrias que van desde la electrónica hasta la metalurgia debido a sus propiedades magnéticas y ópticas, los actinoides mantienen su prominencia en energía nuclear e investigación principalmente debido a su química compleja y radiactividad. Comprender las propiedades y aplicaciones de estos metales de transición interna enriquece nuestra comprensión de los fenómenos químicos y promueve el avance tecnológico.


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Propiedades de los metales de transición interna (lantanoides y actinoides)

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