Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Lantánidos y Actínidos


Los lantánidos y actínidos son dos grupos de elementos que se encuentran en la tabla periódica (aunque no de manera secuencial), que a menudo se clasifican juntos debido a sus propiedades similares. Ambos grupos incluyen elementos que son elementos del bloque f, lo que significa que sus electrones de valencia están en orbitales f.

Lantánidos

La serie de los lantánidos incluye elementos con números atómicos del 57 (lantano) al 71 (lutecio). Estos elementos también se llaman elementos de tierras raras, su característica es que sus orbitales 4f están llenos de electrones.

La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu

Características de los lantánidos

Los lantánidos son conocidos por sus propiedades químicas similares. Algunas de las principales características son las siguientes:

  • Metales altamente reactivos, especialmente a altas temperaturas.
  • Se tarnish al contacto con el aire.
  • Actúan como un buen conductor de electricidad.
  • La mayoría de los lantánidos exhiben un comportamiento químico muy similar debido a la contracción.

Ejemplos químicos

Veamos una reacción química que involucra a los lantánidos. Una reacción común es con agua:

2Ln + 6H₂O → 2Ln(OH)₃ + 3H₂

Esta reacción muestra cuán reactivos pueden ser los lantánidos con el agua, formando hidróxidos y liberando gas hidrógeno.

Contracción de los lantánidos

Una característica única de los lantánidos es que hay una disminución constante en el radio iónico y el tamaño atómico a lo largo de la serie, conocida como la contracción de los lantánidos. Esto se debe al pobre efecto de apantallamiento de los electrones f, que no aumenta de manera efectiva el tamaño atómico con el aumento del número atómico.

Representación visual:

57 71

Actínidos

La serie de los actínidos incluye elementos con números atómicos del 89 (actinio) al 103 (lawrencio). Estos elementos tienen electrones llenos en los orbitales 5f y son principalmente radiactivos.

Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr

Características de los actínidos

Los actínidos tienen características distintivas en comparación con los lantánidos, incluyendo:

  • Todos son radiactivos y algunos tienen periodos de semidesintegración muy cortos.
  • La mayoría son sintéticos (no se encuentran de forma natural).
  • Pueden exhibir una amplia gama de estados de oxidación, a diferencia de los lantánidos.
  • Tienen estructuras electrónicas complejas, lo que hace que su comportamiento químico sea variable.

Ejemplos químicos

Un ejemplo de la reactividad química de los actínidos es su reacción con los halógenos. Por ejemplo:

U + 3Cl₂ → UCl₆

Esto refleja la capacidad del uranio para formar diferentes estados de oxidación y su alta reactividad, que es particularmente evidente con los halógenos.

Propiedades atómicas

Los actínidos son conocidos por sus propiedades nucleares, mientras que el uranio y el plutonio son importantes en la producción de energía nuclear y armas nucleares.

Representación visual de la relación de energía atómica:

Uranio Plutonio

Comparación de lantánidos y actínidos

Ambas series tienen propiedades únicas, pero exhiben diferencias. Para resaltar las diferencias:

  • Configuración electrónica: Los lantánidos llenan orbitales 4f, los actínidos llenan orbitales 5f.
  • Reactividad: Los lantánidos son generalmente más reactivos con los no metales; los actínidos tienen una reactividad diversa debido a sus múltiples estados de oxidación.
  • Ocurrencia: Los lantánidos son relativamente comunes; muchos actínidos son sintéticos.
  • Radiactividad: Los lantánidos son principalmente estables; los actínidos son radiactivos.

Aplicaciones de lantánidos y actínidos

Lantánidos

Los lantánidos se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones:

  • Catalizadores: Utilizados en el refinamiento de petróleo y convertidores catalíticos automotrices.
  • Óptica: En la producción de imanes fuertes y fósforos utilizados en iluminación y pantallas.
  • Medicina: El gadolinio se utiliza como agente de contraste en imágenes por resonancia magnética (MRI).

Actínidos

Los actínidos son más conocidos por su papel en:

  • Energía: Uranio y plutonio en energía nuclear y armas.
  • Medicina: Radionucleidos en el tratamiento del cáncer.

En conclusión, los lantánidos y actínidos forman partes importantes del bloque f de la tabla periódica. Comprender sus propiedades, comportamientos químicos y aplicaciones proporciona profundos conocimientos tanto en química inorgánica avanzada como en ciencia de materiales aplicada. Su química única y roles vitales en la tecnología moderna destacan su importancia, convirtiéndolos en un fascinante objeto de estudio para químicos e investigadores.


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