Lanthane
English: Lanthanum

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Lanthane
Image illustrative de l’article Lanthane
Échantillon de lanthane.
BaryumLanthaneCérium
 Structure cristalline hexagonale compacte
 
57
La
 
        
        
                  
                  
                                
                                
  
                      
La
Ac
Tableau completTableau étendu
Position dans le tableau périodique
SymboleLa
NomLanthane
Numéro atomique57
Groupen. a. ou groupe 3[a]
Période6e période
BlocBloc f ou d[b]
Famille d'élémentsLanthanide
Configuration électronique[Xe] 6s2 5d1
Électrons par niveau d’énergie2, 8, 18, 18, 9, 2
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique138,90547 ± 0,00007 u[2]
Rayon atomique (calc)195 pm
Rayon de covalence207 ± 8 pm[3]
État(s) d’oxydation3
Électronégativité (Pauling)1,1
OxydeBase forte
Énergies d’ionisation[4]
1re : 5,5769 eV2e : 11,059 eV
3e : 19,1773 eV4e : 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 ordinairesolide
Masse volumique6,145 g·cm-3 (25 °C)[2]
Système cristallinHexagonal compact
Dureté2,5
Couleurblanc argenté
Point de fusion920 °C[2]
Point d’ébullition3 464 °C[2]
Énergie de fusion6,2 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation414 kJ·mol-1
Volume molaire22,39×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur1,33×10-7 Pa à 1 193 K
Vitesse du son2 475 m·s-1 à 20 °C
Chaleur massique190 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique1,26×106 S·m-1
Conductivité thermique13,5 W·m-1·K-1
Divers
No CAS7439-91-0[5]
No ECHA 100.028.272
No CE231-099-0[6]
Précautions
SGH[6] ,[7]
État pulvérulent :
SGH02 : Inflammable
Danger
H260, EUH014, P223, P231, P232, P370, P378, P422,

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

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.

À température ambiante le lanthane 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

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

Article détaillé : Isotopes du lanthane.

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

Utilisations

  • 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

Ne pas respirer les poussières 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. Dépend des auteurs[1].

Références

  1. a et b (en) Eric Scerri, « Which Elements Belong in Group 3? », Journal of Chemical Education, vol. 86, no 10,‎ , p. 1188 (10.1021/ed086p1188, 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 (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, 10.1007/978-94-009-0287-9), xxi.

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