Doctorado
  1. Química inorgánica  1.1. Química de coordinación  1.1.1. Teoría del campo de ligandos  1.1.2. Teoría del campo de cristales  1.1.3. Teoría del Orbital Molecular para Compuestos de Coordinación  1.1.4. Estabilidad de los compuestos de coordinación  1.1.5. Espectros electrónicos de compuestos de coordinación  1.1.6. Isomería en Compuestos de Coordinación  1.1.7. Cinética y mecanismo de reacciones de coordinación  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos Metálicos  1.2.2. Alquilo y arilo metálico  1.2.3. Carbenos de Fischer y Schrock  1.2.4. Añadido Oxidativo y Eliminación Reductiva  1.2.5. Hidruros Metálicos  1.2.6. Catalysis por compuestos organometálicos  1.2.7. Metalocénicos y Complejos Sandwich  1.2.8. CH activation  1.3. Química del estado sólido  1.3.1. Estructuras y redes cristalinas  1.3.2. Teoría de bandas y propiedades eléctricas  1.3.3. Defectos en el cristal  1.3.4. Síntesis de materiales en estado sólido  1.3.5. Propiedades magnéticas y ópticas de los sólidos  1.3.6. Superconductividad  1.3.7. Ionics de estado sólido  1.4. Química bio-inorgánica  1.4.1. Metaloproteínas y enzimas  1.4.2. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  1.4.3. El papel de los metales en la medicina  1.4.4. Catalización bioinspirada  1.4.5. Interacciones Metal-ADN  1.4.6. Complejos metálicos en la ciencia médica  1.5. Lantánidos y actínidos  1.5.1. Configuración electrónica y estados de oxidación en lantánidos y actínidos  1.5.2. Propiedades Espectrales y Magnéticas en Lantánidos y Actínidos  1.5.3. Separación y Extracción de Lantánidos y Actínidos  1.5.4. Química de coordinación de los elementos del bloque f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de los compuestos de boro  1.6.2. Química de los compuestos de silicio y germanio  1.6.3. Química de los Compuestos de Fósforo y Azufre  1.6.4. Química organosilícica  1.6.5. Química de Gases Nobles
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición y sustitución electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones Pericíclicas  2.1.7. Reacciones fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidad y actividad óptica  2.2.2. Análisis estructural  2.2.3. Efectos estereolectrónicos  2.2.4. Síntesis asimétrica  2.2.5. Estereoquímica dinámica  2.3. Química Organometálica en la Síntesis Orgánica  2.3.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.3.2. Reacciones de acoplamiento catalizadas por metales de transición  2.3.3. Reacciones catalizadas por paladio  2.3.4. Metátesis de olefinas  2.3.5. Catalización de oro y plata  2.4. Química de productos naturales  2.4.1. Alcaloides y terpenoides  2.4.2. Esteroides y Flavonoides  2.4.3. Síntesis total de productos naturales  2.4.4. Biosíntesis de productos naturales  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química huésped-invitado  2.5.2. Autoensamblaje y reconocimiento molecular  2.5.3. Catalisis Supramolecular  2.5.4. Máquinas moleculares
  3. Química Física  3.1. T termodinámica  3.1.1. Leyes de la Termodinámica  3.1.2. Potencial Químico y Equilibrio  3.1.3. Termodinámica estadística  3.1.4. Termodinámica de no equilibrio  3.2. Química Cuántica  3.2.1. Ecuación de Schrödinger y sus aplicaciones  3.2.2. Teoría de orbitales moleculares  3.2.3. Teoría del funcional de la densidad  3.2.4. Métodos post-Hartree–Fock  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoría de la velocidad de reacción  3.3.2. Mechanism and rate laws  3.3.3. Catalisis y cinética enzimática  3.3.4. Dinámica de reacción  3.4. Espectroscopía y estructura molecular  3.4.1. Espectroscopia Infrarroja  3.4.2. Espectroscopia UV-visible  3.4.3. Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometría de Masas  3.4.5. Espectroscopía Raman  3.5. Química de Superficies y Coloides  3.5.1. Absorción y Catálisis  3.5.2. Surfactantes y micelas  3.5.3. Estabilidad Coloidal  3.5.4. Nanomateriales e Interfaces
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.1.4. Cromatografía iónica  4.2. Técnicas electroanalíticas  4.2.1. Voltametría y Polarografía  4.2.2. Conductometría y potenciometría  4.2.3. Colometría  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.3.2. Espectroscopía de Fluorescencia  4.3.3. Difracción de rayos X  4.3.4. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  4.4. Quimiometría  4.4.1. Procesamiento de datos y métodos estadísticos  4.4.2. Análisis multidisciplinario  4.4.3. Aprendizaje Automático en Química Analítica
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  6. Biofísica y Química Medicinal  6.1. Descubrimiento y diseño de fármacos  6.2. Cinética enzimática e inhibición  6.3. Enfoque de biología química  6.4. Interacciones proteína-ligando  6.5. Química bioortogonal
  7. Química de materiales  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerización  7.1.2. Polímeros Funcionales  7.1.3. Polímero Biodegradable  7.1.4. Polímeros conductores y semiconductores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas y nanoestructuras  7.2.2. Nanomateriales basados en carbono  7.2.3. Quantum dots  7.3. Química Energética y Ambiental  7.3.1. Química de Baterías y Pilas de Combustible  7.3.2. Química verde y materiales sostenibles  7.3.3. Fotocatálisis

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Lantánidos y actínidos


Los lantánidos y actínidos son dos series de elementos que son importantes en el campo de la química inorgánica. Estos elementos, a menudo colectivamente referidos como los elementos del "bloque f", son importantes para una variedad de aplicaciones que van desde la investigación científica fundamental hasta usos industriales prácticos. La serie de los lantánidos incluye 15 elementos, abarcando desde los números atómicos 57 a 71, comenzando con Lantano (La) y llegando hasta Lutecio (Lu). Los actínidos también incluyen 15 elementos, abarcando desde los números atómicos 89 a 103, comenzando con Actinio (Ac) y llegando hasta Lawrencio (Lr).

Visión general de los lantánidos

Los lantánidos, también conocidos como elementos de tierras raras, derivan su nombre del primer elemento de la serie, el lantano. Estos elementos son conocidos por sus configuraciones electrónicas únicas, típicamente caracterizadas por el llenado de orbitales 4f. Los lantánidos se conocen por su alta susceptibilidad magnética y son a menudo utilizados en imanes permanentes y fósforos.

bloque 4f

Configuración electrónica

La configuración electrónica para los lantánidos puede generalizarse de la siguiente manera:

[Xe] 4f n 6s 2

Aquí, n varía de 0 a 14 para cada elemento subsiguiente comenzando con el lantano. El aumento y el llenado específico de los orbitales 4f otorga a los lantánidos sus propiedades distintivas.

Propiedades químicas

Los lantánidos se caracterizan generalmente por su reactividad con elementos como el oxígeno, los halógenos y los ácidos. Usualmente forman iones trivalentes, que son el resultado de la remoción de tres electrones:

Ln → Ln 3+ + 3e -

Una de las características notables de los elementos lantánidos es que sus propiedades químicas son muy similares a lo largo de la serie, lo que a menudo hace difícil separarlos entre sí utilizando métodos químicos estándar.

Aplicación

Los lantánidos se utilizan en muchas industrias debido a sus propiedades únicas. Por ejemplo, el Neodimio es esencial en la producción de imanes permanentes fuertes, y el Europio es importante en materiales fosforescentes utilizados en pantallas de televisión y luces LED. Otros lantánidos también se encuentran en aplicaciones como catalizadores en la refinación de petróleo y en el pulido de vidrio.

Visión general de los actínidos

La serie de los actínidos recibe su nombre de su primer elemento, el actinio. Estos elementos son particularmente conocidos por sus propiedades radiactivas y encuentran aplicaciones importantes en tecnología nuclear. A diferencia de los lantánidos, los actínidos involucran el llenado de orbitales 5f.

bloque 5f

Configuración electrónica

La configuración electrónica estándar para los actínidos puede generalizarse de la siguiente manera:

[rn] 5fn 6d 0–1 7s 2

Al igual que los lantánidos, los actínidos también tienen estados de oxidación variables, aunque predominantemente exhiben el estado de oxidación +3.

Propiedades químicas

Los actínidos son predominantemente metales, exhiben una amplia gama de estados de oxidación y son átomos densamente empaquetados. Esto les da propiedades algo similares a las de los metales de transición. Su capacidad para formar complejos de números de coordinación altos y su inherente radiactividad los hacen sujetos de estudio atractivos en química inorgánica.

Aplicación

Quizás el uso más extendido de los actínidos se encuentra en el campo de la energía nuclear y las armas. El Uranio y el Plutonio son elementos importantes utilizados como combustible en reactores nucleares. Además, el Torio también está siendo explorado como un posible combustible nuclear alternativo debido a su relativa abundancia y características de seguridad en comparación con el uranio.

El Americio, otro actínido, se utiliza en detectores de humo debido a su capacidad de emitir partículas alfa, proporcionando una característica de seguridad esencial en muchos hogares.

Aspectos comparativos de los lantánidos y los actínidos

Si bien tanto los lantánidos como los actínidos se encuentran en el bloque f y exhiben similitudes en configuración electrónica y comportamiento, difieren considerablemente en otros aspectos particulares.

Similitudes

  • Ambas series contienen f-orbitales, que contribuyen a sus complejas estructuras electrónicas.
  • Generalmente exhiben alta reactividad, especialmente hacia no metales como el oxígeno y los halógenos.
  • Debido a los fenómenos de contracción de lantánidos y actínidos, sus radios iónicos son similares en cada serie.

Contraindicaciones

  • Los lantánidos son mayormente no radiactivos, mientras que los actínidos son principalmente radiactivos.
  • Los actínidos exhiben una gama más amplia de estados de oxidación que el predominantemente estado +3 que se encuentra en los lantánidos.
  • El enlace químico y la química de coordinación de los actínidos es más compleja debido a la participación de los orbitales 5f.

Conclusión

Los lantánidos y los actínidos son una parte de la tabla periódica rica en química compleja y aplicaciones importantes en el mundo real. Desde sus configuraciones electrónicas hasta sus respectivos roles en el avance de la tecnología, son partes esenciales de la química inorgánica. Su capacidad para formar diversos compuestos los hace fascinantes para una variedad de campos de estudio, lo que promete mantener su relevancia durante años por venir.


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