Contracció lantánida

La contracció lantánida definix a lo llarc de la serie 4f de la taula periòdica (T.P.) la disminució progressiva del tamany dels àtoms i les seues espècies en estat (III) en funció integrada de la càrrega nuclear i de les correccions relativistes.

Dins del bloc d de la T.P. que va des del grup 3 fins al 12 podem diferenciar tres séries, que denominem 1ª, 2ª i 3ª série, també serie 3d, 4d i 5d, respectivament.

Els metals de la 2ª i 3ª série són molt similars, especialment en els primers grups. Estes similituts són el resultat de lo que es coneix com a contracció lantánida. En el grup 3, el ytrio (I) i el lantano (La) mostren una química diferenciada que és conseqüència dels diferents radis iònics, energia de ionisació, energia de solvatación, etc. No obstant, l'inserció dels 14 elements lantànits entre el lantano i el hafni (estructura electrònica general per a un àtom lantànit en el seu estat fonamental: [Xe] 4fⁿ 5d⁰ 6s² ;n = 1 a 14), du en si un gran aument de la càrrega nuclear efectiva; s'estan colocant electrons en els sèt orbitales f, en la particularitat de que els electrons d'estos orbitales penetren poc cap al núcleu de l'àtom i proporcionen un apantallamiento dèbil front a l'atracció que eixercix el núcleu sobre els electrons situats en orbitales més exteriors.

Element	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
Configuració electrònica de l'àtom (tots partixen de la config. del [Xe])	4f15d16s2	4f36s2	4f46s2	4f56s2	4f66s2	4f76s2	4f75d16s2	4f96s2	4f106s2	4f116s2	4f126s2	4f136s2	4f146s2	4f145d16s2
Configuració electrònica del ion Ln3+	4f1	4f2	4f3	4f4	4f5	4f6	4f7	4f8	4f9	4f10	4f11	4f12	4f13	4f14
Ràdio (pm) del ion Ln3+ (6-coordinat)	102	99	98.3	97	95.8	94.7	93.8	92.3	91.2	90.1	89	88	86.8	86.1

Per açò, en l'intersecció de la 3ªsérie en el grup 4, es reduïxen els radis, i les energies de ionisació aumenten fins a valors propencs als del zirconio (Zr); zirconio i hafni són molt pareguts, va ser molt difícil el descobriment de l'hafni, que passava desapercebut en minerals a on estaven conjuntament abdós per substitucions isomòrfiques (Niels Bohr va ser el que va predir que l'element d'número atómico 72 deuria ser molt similar al zirconio). Estos efectes es poden vore a lo llarc de la serie 4f -conjunt dels elements lantànits de ceri a luteci- i s'estenen a lo llarc del sext periodo de la T.P., conectant en els elements del bloc p. L'eixemple més clar d'esta contracció lántanida es detecta en la variació gradual del tamany dels ions Ln (III), des de la (III) fins a Lu (III). No obstant, el perfil de la variació en els radis metàlics no és tan ideal per discontinuïtats notables trobades en europi i yterbio. Cal resaltar que en el conjunt 5f, o elements actínits, també tenim un sistema similar denominat "contracció actínida".

Devem dir que la contracció lantánida té un 20% de pes atribuible al fenomen conegut per efectes relativistes. La contracció lantánida té major potència si es consideren els efectes relativistes directes de contracció per als orbitales exteriors s i p. Lo mateix caldria considerar per a la contracció actínida.

La contracció lantánida i l'actínida no són els únics fenomens d'esta naturalea en la T.P. relacionat en la càrrega nuclear efectiva i els efectes relativistes directes de contracció, sino que també s'observa contracció atòmica en séries de la taula periòdica per a atres periodos com en el 4º, generant en la 1ª série del bloc d lo que podem denominar com "contracció escándida". En esta contracció escándida no influïxen efectes relativistes com els descrits, ya que estem en la 1ª série, o serie 3d del bloc d, a on tenim elements més llaugers i estos efectes són insignificants.