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Lanthane

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Pour l’article homonyme, voir La.

Lanthane
Image illustrative de l’article Lanthane
Échantillon de lanthane.
Baryum ← Lanthane → Cérium
—
  Structure cristalline hexagonale compacte double
 
57		 La
  
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
↑
La
↓
Ac
Tableau complet • Tableau étendu
Position dans le tableau périodique
Symbole La
Nom Lanthane
Numéro atomique 57
Groupe n. a. ou groupe 3[a]
Période 6e période
Bloc Bloc f ou d[b]
Famille d'éléments Lanthanide
Configuration électronique [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
Électronégativité (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 Période MD Ed PD
MeV
137La{syn.}60 000 ansε0,600137Ba
138La0,09 %1,05×1011 ansε
β-		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]
Système cristallin Hexagonal compact double
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 à 1 193 K
Vitesse du son 2 475 m·s-1 à 20 °C
Chaleur massique 190 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 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 pulvérulent :
SGH02 : Inflammable
Danger
H260, EUH014, P223, P231, P232, P370, P378 et P422
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Le lanthane est un élément chimique, de symbole La et de numéro atomique 57.

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[Lequel ?].

À température ambiante le corps simple est un métal gris argent, malléable, ductile, assez mou pour être coupé au couteau. Il s'oxyde à l'air et dans l'eau.

Historique

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Découvertes 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)








Cérium (1803)

Cérium


Lanthane (1839)

Lanthane


Didyme (1839)
Didyme

Néodyme (1885)



Praséodyme (1885)



Samarium (1879)

Samarium

Samarium



Europium (1901)





Gadolinium (1880)







Prométhium (1947)


Diagrammes des découvertes des terres rares. Les dates entre parenthèses 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 première fois du lanthane métallique raisonnablement pur.

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

Isotopes

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Article détaillé : Isotopes du lanthane.

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

Utilisations

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  • Pierre à briquet : fabriquées à partir de mischmétal, un mélange de terres rares, contenant environ 55 % de cérium, 20 % de lanthane, 15 % de néodyme, 5 % de praséodyme, 1 % de samarium et d'yttrium
  • Stockage de l'hydrogène : l'alliage LaNi5 sous forme de mousse, en absorbe 400 fois son propre volume.
  • Catalyseur pour moteur à essence : le LaPbMnO3 appliqué sur l'oxyde de lanthane est un bon catalyseur, plus économique que le platine et le palladium actuellement utilisés.
  • Verre optique : l'ajout de composés du lanthane, oxyde La2O3 ou carbonate La2(CO3)3, augmente l'indice de réfraction et diminue l'aberration chromatique .
  • Autres utilisations. Comme d'autres terres rares, il est utilisé pour des alliages magnétiques, dans des composés supraconducteurs, comme composant des phosphores des tubes cathodiques, comme « dopant » dans les cristaux pour lasers, comme composé fluorescent (phosphate de lanthane LaPO4) étudié pour les marquages antifraude.
  • Allié au tungstène, on l'utilise sous forme de baguettes cylindriques comme électrode émissive pour les torches de soudage TiG ou les torches de soudage plasma. L'alliage tungstène - oxyde de lanthane permet d'accroître l'intensité admissible, de faciliter l'amorçage de l'arc et de limiter au maximum la dégradation de l'électrode lors du soudage.
  • Le carbonate de lanthane La2(CO3)3 ingéré sous forme de comprimés croquables est utilisé comme chélateur de phosphates afin de contrôler l'hyperphosphatémie chez les patients hémodialysés pour prévenir l'ostéodystrophie rénale (source: monographie Fosrenol, Shire).
  • Cathode chaude : l'hexaborure de lanthane est utilisé dans certaines cathodes chaudes.

Précautions

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Ne pas respirer les poussières et vapeurs.

Notes et références

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Notes

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  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. ↑ Dépend des auteurs[1].

Références

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  1. ↑ a et b (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. ↑ a b c et d (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, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán 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 éd., p. 10-203
  5. ↑ Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  6. ↑ a et b Entrée « Lanthanum » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais) (JavaScript nécessaire)
  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

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Liens externes

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