Ytterby: la aldea sueca donde nacieron los lantánidos

Muchos elementos químicos deben su nombre a lugares geográficos. Sus descubridores quisieron inmortalizar así a su terruño o a su país en la tabla periódica. Ahí están el francio, el germanio, el polonio, el americio, el europio, el californio… Pero seguro que a ningún lugar en el mundo le cabe tanto honor como el de la aldea sueca de Ytterby, que ha dado su nombre a nada menos que cuatro elementos, el iterbio, el terbio, el erbio y el itrio y, además, ha sido el origen del descubrimiento del resto de los lantánidos más el escandio. Esta es la historia.

En 1788, el teniente del ejército sueco Carl Axel Arrhenius, químico y mineralogista (no confundirlo con el famoso Svante Arrhenius), estando destinado en el archipiélago de Estocolmo visitó la pequeña isla de Resarö (de solo 4 km de larga y poblada hoy por menos de 2.400 habitantes). Allí, en una mina de feldespatos próxima al lugar de Ytterby, se topó con una extraña piedra negra hasta entonces desconocida por la mineraología…

El ejemplar (u otro del mismo mineral) llegó a las manos del químico y mineralogista finlandés Johann Gadolin, quien, en 1794, la analizó y descubrió que contenía algo nuevo. (En reconocimiento a su hallazgo, al mineral se le llamó posteriormente gadolinita). Otros investigadores llegaron más tarde a la conclusión de que ese algo nuevo, que denominaron itria (de Ytterby) era una mezcla de óxidos.

Paralelamente, el químico sueco Jöns Jacob Berzelius y otros investigaron otro nuevo mineral, la cerita, y en el encontraron la ceria, que también resultó una mezcla de óxidos. De modo que la simple conclusión inicial de que se habían descubierto los óxidos puros de dos nuevos elementos químicos (el itrio y cerio) tuvo que revisarse.

Ceria

Uno de los que lo hizo fue Carl Gustaf Mosander, del que podemos decir que, más que discípulo de Berzelius, fue “hijo científico” de este, ya que incluso vivió durante un tiempo bajo el mismo techo que el matrimonio Berzelius. Pues bien, Mosander fue capaz de resolver en gran manera la complejidad de los óxidos itria y ceria.

Empezó a trabajar con la ceria, de la que, en 1841, logró separar un óxido que se hallaba en pequeñas proporciones dentro de ella al que denominó lantana (del griego λανθανεῖν, “escondido”), llamando lantano al nuevo elemento químico elemento que se suponía que contenía (y, efectivamente, así era).

Más tarde separó de la ceria otro óxido, la didimia (nombre derivado del vocablo griego para “gemelo”), pensando que contenía el “elemento didimio”, el cual 44 años más tarde se demostró que estaba formado en realidad de dos. Efectivamente, en 1885 el barón Carl Auer Von Welsbach confirmó en su laboratorio unas sospechas espectroscópicas que habían surgido años antes: la didimia era la mezcla de dos óxidos: la praseodimia (“didimia verde”, en griego) y la neodimia (“nueva didimia”), los cuales pudo aislar. Estos óxidos contenían, respectivamente, los nuevos elementos praseodimio y neodimio. No se puede dejar de decir aquí que Von Welsbach, además de químico, fue inventor, siendo una de sus más exitosas realizaciones el manguito incandescente, una gasa impregnada de nitratos de torio, cerio, berilio y magnesio que aumentaba extraordinariamente la intensidad de la luz de gas, gracias a lo cual se pudieron alumbrar en condiciones las calles de las ciudades del siglo XIX. “Auerlicht”, fue el nombre que dieron los alemanes a la lámpara incandescente del barón.

Itria

Pero sigamos con Mosander. En 1844, trabajando con la itria que se hallaba en la gadolinita, encontró que se trataba de un óxido realmente complejo. Además del propio óxido de itrio, vio que las muestras de itria naturales contenían óxido de cerio (ceria), óxido de “didimio” (didimia), óxido de lantano (lantana) y, lo más importante, dos óxidos desconocidos hasta entonces: uno amarillo al que denominó erbia y otro rosado que llamó terbia (curiosamente, los nombres de estos dos últimos fueron posteriormente intercambiados). Ni que decir tiene, ambos nombres los derivó del de la mina de Ytterby.

Tres décadas más tarde (en 1878) el químico suizo Jean Charles Galissard de Marignac, calentando un poco de nitrato de erbio obtenido de gadolinita hasta su descomposición y extrayendo el producto con agua, obtuvo la ya conocida erbia (óxido de erbio) más un nuevo óxido al que nombró iterbia. Este mismo investigador descubrió en 1880 espectroscópicamente el gadolinio, nombrado así en homenaje a Johann Gadolin, el “padre” de toda esta genealogía de “tierras raras”, y en 1907 Georges Urbain encontró en una muestra de iterbia un nuevo óxido al que nombró lutecia en honor a su ciudad de nacimiento, Paris, la antigua Lutetia Parisiorum romana.

Más tierras raras

Pero no quedó aquí cortada la fecunda cadena de descubrimientos a la que dio lugar la piedra negra que el teniente Arrhenius halló en la mina de Ytterby. En 1879, el químico Lars Nilson encontró otro óxido en la erbia, al que denominó escandia en homenaje a Escandinavia, la península donde se halla Suecia, su país; dentro de la escandia estaba, lógicamente, el escandio.

El mismo año, el también sueco Per Theodor Cleve (que ya era famoso por haber descubierto espectroscópicamente que el “didimio” de Marignac era la mezcla de dos elementos, como corroboró el barón Von Welsbach) fue capaz de obtener de la erbia otros dos óxidos más: la holmia y la tulia. El primero contenía el holmio (que había sido identificado previamente por espectroscopía atómica); el segundo, el tulio. La palabra “holmio” viene de Estocolmo (Stockholm), la patria chica de este químico, y “tulio”, de Tule, nombre antiguo para Escandinavia.

En 1879, el francés Paul Émile Lecoq de Boisbaudran encontró la samaria (óxido de samario) en una muestra de didimia. Se trataba de una nueva tierra rara que fue así nombrada porque su fuente principal es el mineral samarskita, el cual a su vez recibe su nombre del coronel ruso Vasili Samarsky-Bykhovets, ingeniero de minas, quien de este modo se convirtió en la primera persona que dio su apellido a un elemento químico (más tarde tendíamos otros elementos epónimos, como el einstenio, el curio, el nobelio…).

En 1886 el mismo Lecoq de Boisbaudran obtuvo la gadolinia, un óxido del mismo gadolinio que Marignac había identificado por espectroscopía en 1880, como quedó dicho más arriba. Y el mismo año Boisbaudran fue capaz de separar de separar disprosia (óxido del que sería el nuevo elemento químico disprosio) de una muestra de holmia. (Aparte de todo esto, también descubrió, en una muestra de mineral de zinc de los Pirineos, el galio, elemento al que le puso ese nombre en honor a su país, aunque decían las malas lenguas de la época que en realidad lo hizo en honor a sí mismo, ya que su apellido, Lecoq, significa “el gallo” (gallus, en latín). Hasta tuvo que publicar un artículo para desmentirlo…).

La fecunda estirpe química nacida en Ytterby tiene como uno de sus últimos vástagos al europio, descubierto en 1901 por Eugène-Anatole Demarçay, que trabajó en un laborioso proceso de fraccionamiento a partir de nitrato de samario y magnesio hasta encontrar el óxido europia. Demarcay perdió un ojo en una explosión durante una de sus investigaciones, hecho que no le hizo perder el excelente humor que le caracterizaba.

A toda esta genealogía hay que añadir el lantánido que nos queda: el prometio, inicialmente llamado ilino (Il). Pero la narración de su descubrimiento es un tanto enrevesada…

La imagen de cabecera es de Matt Lacey en Twitter.