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Lanthane

Le lanthane est un élément chimique, de symbole La et de numéro atomique 57.

Lanthane
Image illustrative de l’article Lanthane
Échantillon de lanthane.
Position dans le tableau périodique
Symbole La
Nom Lanthane
Numéro atomique 57
Groupe n. a. ou groupe 3[alpha 1]
Période 6e période
Bloc Bloc f ou d[alpha 2]
Famille d'éléments Lanthanide
Configuration Ă©lectronique [Xe] 5d1 6s2
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 18, 9, 2
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique 138,905 47 ± 0,000 07 u[2]
Rayon atomique (calc) 195 pm
Rayon de covalence 207 ± 8 pm[3]
État d’oxydation 3
ÉlectronĂ©gativitĂ© (Pauling) 1,1
Oxyde Base forte
Énergies d’ionisation[4]
1re : 5,576 9 eV 2e : 11,059 eV
3e : 19,177 3 eV 4e : 49,95 eV
5e : 61,6 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN PĂ©riode MD Ed PD
MeV
137La{syn.}60 000 ansΔ0,600137Ba
138La0,09 %1,05×1011 ansΔ
ÎČ-
1,737
1,044
138Ba
138Ce
139La99,91 %stable avec 82 neutrons
Propriétés physiques du corps simple
État ordinaire solide
Masse volumique 6,145 g·cm-3 (25 °C)[2]
SystĂšme cristallin Hexagonal compact
Dureté (Mohs) 2,5
Couleur blanc argenté
Point de fusion 920 °C[2]
Point d’ébullition 3 464 °C[2]
Énergie de fusion 6,2 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 414 kJ·mol-1
Volume molaire 22,39×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 1,33×10-7 Pa Ă  1 193 K
Vitesse du son 2 475 m·s-1 Ă  20 °C
Chaleur massique 190 J·kg-1·K-1
ConductivitĂ© Ă©lectrique 1,26×106 S·m-1
Conductivité thermique 13,5 W·m-1·K-1
Divers
No CAS 7439-91-0[5]
No ECHA 100.028.272
No CE 231-099-0[6]
Précautions
SGH[6] - [7]
État pulvĂ©rulent :
SGH02 : Inflammable
Danger
H260, EUH014, P223, P231, P232, P370, P378 et P422

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le lanthane a donné son nom à la famille des lanthanides qui font partie des terres rares. Son nom dérive du mot grec « lanthanein », ce qui signifie « cacher » : le lanthane est resté longtemps caché dans l'oxyde de cérium.

À tempĂ©rature ambiante le corps simple est un mĂ©tal gris argent, mallĂ©able, ductile, assez mou pour ĂȘtre coupĂ© au couteau. Il s'oxyde Ă  l'air et dans l'eau.

Historique

DĂ©couvertes des terres rares.
Yttrium (1794)

Yttrium



Terbium (1843)



Erbium (1843)
Erbium

Erbium



Thulium (1879)



Holmium (1879)

Holmium



Dysprosium (1886)






Ytterbium (1878)

Ytterbium

Ytterbium



Lutécium (1907)




Scandium (1879)








CĂ©rium (1803)

CĂ©rium


Lanthane (1839)

Lanthane


Didyme (1839)
Didyme

NĂ©odyme (1885)



Praséodyme (1885)



Samarium (1879)

Samarium

Samarium



Europium (1901)





Gadolinium (1880)







Prométhium (1947)


Diagrammes des découvertes des terres rares. Les dates entre parenthÚses sont les dates d'annonces des découvertes[8]. Les branches représentent les séparations des éléments à partir d'un ancien (l'un des nouveaux éléments conservant le nom de l'ancien, sauf pour le didyme).
Lanthane.

Le lanthane a été découvert dans la « terre » d'oxyde obtenue par Johan Gadolin et Anders Gustaf Ekeberg à partir de la gadolinite et de l'euxénite. Le lanthane sous forme d'oxyde a été isolé en 1839 par Carl Gustaf Mosander. En 1923, on a préparé pour la premiÚre fois du lanthane métallique raisonnablement pur.

On extrait le lanthane de la monazite ((Ce, La, Th, Nd,Y)PO4) et de la bastnÀsite ((Ce, La, Th, Nd,Y)(CO3)F). Sa séparation d'avec les autres terres rares est délicate.

Isotopes

Le lanthane naturel est constitué de l'isotope stable 139La et de l'isotope radioactif 138La.

Utilisations

  • Pierre Ă  briquet : fabriquĂ©es Ă  partir de mischmĂ©tal, un mĂ©lange de terres rares, contenant environ 55 % de cĂ©rium, 20 % de lanthane, 15 % de nĂ©odyme, 5 % de prasĂ©odyme, 1 % de samarium et d'yttrium
  • Stockage de l'hydrogĂšne : l'alliage LaNi5 sous forme de mousse, en absorbe 400 fois son propre volume.
  • Catalyseur pour moteur Ă  essence : le LaPbMnO3 appliquĂ© sur l'oxyde de lanthane est un bon catalyseur, plus Ă©conomique que le platine et le palladium actuellement utilisĂ©s.
  • Verre optique : l'ajout de composĂ©s du lanthane, oxyde La2O3 ou carbonate La2(CO3)3, augmente l'indice de rĂ©fraction et diminue l'aberration chromatique .
  • Autres utilisations. Comme d'autres terres rares, il est utilisĂ© pour des alliages magnĂ©tiques, dans des composĂ©s supraconducteurs, comme composant des phosphores des tubes cathodiques, comme « dopant » dans les cristaux pour lasers, comme composĂ© fluorescent (phosphate de lanthane LaPO4) Ă©tudiĂ© pour les marquages antifraude.
  • AlliĂ© au tungstĂšne, on l'utilise sous forme de baguettes cylindriques comme Ă©lectrode Ă©missive pour les torches de soudage TiG ou les torches de soudage plasma. L'alliage tungstĂšne - oxyde de lanthane permet d'accroĂźtre l'intensitĂ© admissible, de faciliter l'amorçage de l'arc et de limiter au maximum la dĂ©gradation de l'Ă©lectrode lors du soudage.
  • Le carbonate de lanthane La2(CO3)3 ingĂ©rĂ© sous forme de comprimĂ©s croquables est utilisĂ© comme chĂ©lateur de phosphates afin de contrĂŽler l'hyperphosphatĂ©mie chez les patients hĂ©modialysĂ©s pour prĂ©venir l'ostĂ©odystrophie rĂ©nale (source: monographie Fosrenol, Shire).
  • Cathode chaude : l'hexaborure de lanthane est utilisĂ© dans certaines cathodes chaudes.

Précautions

Ne pas respirer les poussiĂšres et vapeurs.

Notes et références

Notes

  1. Selon les auteurs[1], le lanthane ou le lutécium font partie du groupe 3 sur la 6e période, l'autre élément se retrouvant dans ce cas sans groupe.
  2. DĂ©pend des auteurs[1].

Références

  1. (en) Eric Scerri, « Which Elements Belong in Group 3? », Journal of Chemical Education, vol. 86, no 10,‎ , p. 1188 (DOI 10.1021/ed086p1188, Bibcode 2009JChEd..86.1188S, lire en ligne)
  2. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, , 90e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0)
  3. (en) Beatriz Cordero, VerĂłnica GĂłmez, Ana E. Platero-Prats, Marc RevĂ©s, Jorge EcheverrĂ­a, Eduard Cremades, Flavia BarragĂĄn et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ , p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
  4. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, , 89e Ă©d., p. 10-203
  5. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  6. EntrĂ©e « Lanthanum Â» dans la base de donnĂ©es de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sĂ©curitĂ© et de la santĂ© au travail) (allemand, anglais) (JavaScript nĂ©cessaire)
  7. SIGMA-ALDRICH
  8. (en) Episodes from the History of the Rare Earth Elements, Springer Netherlands, coll. « Chemists and Chemistry », (ISBN 9789401066143 et 9789400902879, DOI 10.1007/978-94-009-0287-9), xxi.

Voir aussi

Liens externes



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