O bloco f

O primeiro dos subníveis f a iniciar o preenchimento é o subnível 4 f. Ele é preenchido após o subnível 6s, o que significa que f subníveis estão dois níveis principais de energia atrás. A configuração geral de elétrons para elementos no bloco f é (n-2)f1-14ns2. Os sete orbitais do subnível f acomodam 14 elétrons, então o bloco f tem 14 elementos de comprimento. Ele é retirado do corpo principal da tabela de periódica normalmente é mostrado na parte inferior. Por isso, os elementos de f não pertence a um nenhum grupo do corpo principal da tabela periódica, estando entre os Grupos 3 e 4. Os lantanídeos são os 14 elementos do cério (número atômico 58) ao lutécio (número atômico 71). A palavra vem do grego “lanthanein“, que significa “estar escondido”. O nome provavelmente surgiu porque todos esses elementos se escondem atrás da outra na tabela periódica. A 4f subnível está no processo de ser cheio para os lantanídeos. Eles são todos metais e têm reatividade semelhante aos metais alcalino-terrosos do Grupo 2.

Os actinídeos são os 14 elementos do tório (número atômico 90) ao laurêncio (número atômico 103). O 5f subnível está no processo de ser cheio. Os actinídeos são todos elementos radioativos e apenas os quatro primeiros foram encontrados naturalmente na Terra. Todos os outros foram feitos apenas artificialmente em laboratório. Os lantanídeos e actinídeos juntos são às vezes chamados de elementos de transição interna.

Propriedades elementares

A química dos lantanídeos difere dos principais elementos do grupo e dos metais de transição devido à natureza dos orbitais 4f. Esses orbitais são “enterrados” dentro do átomo e protegidos do ambiente do átomo pelos elétrons 4d e 5p. Como consequência, a química dos elementos é amplamente determinada por seu tamanho, que diminui gradualmente com o aumento do número atômico. Esse fenômeno é conhecido como contração dos lantanídeos. Todos os elementos lantanídeos exibem o estado de oxidação +3.

Actinídeos são metais típicos. Todos eles são macios, têm uma cor prateada (mas mancham no ar) e têm densidade e plasticidade relativamente altas. Alguns deles podem ser cortados com uma faca. A dureza do tório é semelhante à do aço macio; portanto, o tório puro aquecido pode ser enrolado em folhas e puxado para o fio. O tório é quase a metade da densidade do urânio e do plutônio, mas é mais duro que os dois.

Diferentemente dos lantanídeos, a maioria dos elementos da série de actinídeos tem as mesmas propriedades que o bloco d. Membros da série actinídeo podem perder vários elétrons para formar uma variedade de íons diferentes. Todos os actinídeos são radioativos, paramagnéticos e, com exceção do actínio, possuem várias fases cristalinas. Todos os actinídeos são pirofóricos, especialmente quando finamente divididos (ou seja, inflamam-se espontaneamente após a exposição ao ar).

O ponto de fusão dos actinídeos não depende claramente do número de f elétrons. O ponto de fusão incomumente baixo de neptúnio e plutônio (~ 640 °C) é explicado pela hibridação de orbitais 5f e 6d e pela formação de ligações direcionais nesses metais. Como os lantanídeos, todos os actinídeos são altamente reativos com halogênios e calcogênios; no entanto, os actinídeos reagem mais facilmente. Actinídeos, especialmente aqueles com um pequeno número de elétrons 5f, são propensos a hibridação. Isso é explicado pela semelhança das energias elétricas nos subconjuntos 5f, 7s e 6d. A maioria dos actinídeos exibe uma variedade maior de estados de valência.

 

Usos dos Lantanídeos

Os lantanídeos têm sido amplamente utilizados como ligas para conferir resistência e dureza aos metais. O principal lantanídeo usado para esse fim é o cério, misturado com pequenas quantidades de lantânio, neodímio e praseodímio. Esses metais também são amplamente utilizados na indústria de petróleo para refinar petróleo em produtos a gasolina.

O érbio e outros lantanídeos são amplamente utilizados em alguns dispositivos ópticos, como óculos de visão noturna, raios laser e materiais fosforescentes.

 

Usos dos Actinídeos

Os actinídeos são valiosos principalmente porque são radioativos. Esses elementos podem ser usados como fontes de energia para aplicações tão variadas quanto marca-passos cardíacos e geração de energia elétrica para instrumentos na lua. Urânio e plutônio têm sido empregados em armas nucleares e em usinas nucleares.