LANTHANE ET LANTHANIDES

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Médias de l’article

Terres rares : caractéristiques physico-chimiques

Terres rares : caractéristiques physico-chimiques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Terres rares : découverte

Terres rares : découverte
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Terres rares : éléments

Terres rares : éléments
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Terres rares : minéraux

Terres rares : minéraux
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Tous les médias


Propriétés Physiques

Rayons ioniques et électronégativité

Le volume occupé par un ion dans un cristal dépend de sa charge électrique, du nombre et du type de ligandes (coordination) et du caractère ionique de la liaison (covalence). Les terres rares présentent le paradoxe d'avoir des rayons ioniques décroissants lorsque le numéro atomique augmente. C'est la contraction lanthanidique qui atteint 20 p. 100 de la distance maximale à la fin de la série. Elle s'explique par une attraction plus forte du noyau lorsque le nombre atomique augmente, alors que l'électron gagné va se loger dans la couche 4f, bien protégée au cœur du cortège électronique et sans créer d'espace supplémentaire. Au contraire, l'électronégativité, caractérisant l'affinité d'un élément pour un gain d'électrons, est moyenne et ne varie que relativement peu avec l'ion (tabl. 1). Toutefois, le lanthane, le gadolinium et le lutécium constituent une rupture dans l'évolution de l'électronégativité, en raison de leurs caractères à couche électronique f respectivement vide, demi-pleine et pleine.

Configurations électroniques

Les propriétés des terres rares sont intimement liées à leurs configurations électroniques (tabl. 6). Celles des atomes neutres sont [Xe]6s24fN+1, [Xe] représentant la configuration électronique à couches complètes du xénon. N, le nombre d'électrons 4f, varie de 0 à 14 avec le numéro atomique croissant de l'élément. Toutefois, les configurations de La, Gd et Lu, sont différentes : [Xe]6s25d14fN (N = 0, 7 et 14) correspondant à des couches électroniques 4f respectivement vides, à demi-pleine et pleine. L'état d'oxydation le plus stable étant trivalent, les configurations correspondantes sont [Xe]4fN. Cela implique que les propriétés physiques de ces éléments dépendent en grande partie des caractéristiques de la partie radiale de la fonction d'onde associée aux orbitales atomiques f.

Terres rares : configuration électronique

Terres rares : configuration électronique

Tableau

Configurations électroniques des terres rares dans leurs états de valence usuels ([Ar], [Kr] et [Xe] correspondent respectivement aux couches électroniques complètes de l'argon, du krypton et du xénon). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Parmi tous les éléments connus de la classification périodique, seuls les lanthanides et les actinides possèdent de telles orbitales. La caractéristique principale de l'orbitale 4f est d'être interne dans les cou [...]

1 2 3 4 5

pour nos abonnés,
l’article se compose de 17 pages




Écrit par :

Classification


Autres références

«  LANTHANE ET LANTHANIDES  » est également traité dans :

COMPLEXES, chimie

  • Écrit par 
  • René-Antoine PARIS, 
  • Jean-Pierre SCHARFF
  •  • 4 353 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Principaux domaines d'application »  : […] L'intérêt suscité par la chimie des complexes provient de la diversité de leurs très nombreuses applications qui ne cessent de se développer dans tous les domaines de la chimie, débordant même sur la physique, la métallurgie, la chimie bio-inorganique. L' importance industrielle réside tout d'abord dans la catalyse homogène où l'utilisation de catalyseurs organométalliques (composés à liaison(s) […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/complexes-chimie/#i_3349

IONS ÉCHANGEURS D'

  • Écrit par 
  • Robert ROSSET
  •  • 6 125 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre « Réactions chimiques et partage entre résine et solution »  : […] Il est possible de modifier sensiblement l'affinité d'une résine pour une espèce donnée d'ion au moyen de réactions chimiques, principalement de réactions de formation de complexes. Les résines simples ionisées sont en effet peu sélectives, les différences d'affinités provenant essentiellement de différences entre les dimensions des ions échangés, et il est indispensable pour de nombreuses applic […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/echangeurs-d-ions/#i_3349

MAGNÉSIUM

  • Écrit par 
  • Maurice HARDOUIN, 
  • Michel SCHEIDECKER
  •  • 4 262 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre « Propriétés mécaniques »  : […] Le magnésium est très malléable, ductile mais peu tenace. Pour améliorer ses propriétés d'usage dans des domaines précis, on a créé des alliages, que l'on peut regrouper en plusieurs familles correspondant, du reste, à l'évolution chronologique. Les premiers mis au point sont encore considérés comme les alliages classiques et rencontrés dans de très fréquentes applications. Ils contiennent essent […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnesium/#i_3349

MAGNÉTISME

  • Écrit par 
  • Damien GIGNOUX, 
  • Étienne de LACHEISSERIE, 
  • Louis NÉEL
  •  • 15 766 mots
  •  • 11 médias

Dans le chapitre « Le magnétisme du corps solide »  : […] Pour qu'un matériau présente une aimantation notable, il doit comporter au moins un type d'élément ayant une couche électronique à la fois incomplète (autrement son moment cinétique serait nul) et profonde : en effet, les électrons périphériques participent à la cohésion du solide, leurs orbites en sont notablement perturbées et, par voie de conséquence, leurs propriétés magnétiques sont général […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme/#i_3349

MÉTAUX - Métaux de transition

  • Écrit par 
  • André CASALOT
  •  • 2 160 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Propriétés physiques »  : […] Les éléments de transition et leurs composés présentent une température de fusion souvent très élevée (T F  = 3 400  0 C pour W), propriété qui les fait utiliser comme résistors de fours électriques et comme réfractaires (aciers spéciaux en aéronautique, gaines de protection). Ce sont en outre des matériaux particulièrement denses ( d  = 22,7 pour Os) […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metaux-metaux-de-transition/#i_3349

TROMBE FÉLIX (1906-1985)

  • Écrit par 
  • Charlotte HENRY LA BLANCHETAIS
  •  • 1 413 mots
  •  • 1 média

Félix Trombe (Nogent-sur-Marne, 1906- Gauties, Haute-Garonne, 1985) est principalement connu pour ses recherches concernant les utilisations de l'énergie solaire. Les Pyrénées centrales, un massif karstique percé de grottes et de gouffres, un petit village, Ganties, doté d'une station thermale, tel est l'environnement qui a marqué l'enfance et l'adolescence de Félix Trombe. Sa carrière scientifiqu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/felix-trombe/#i_3349

XÉNOTIME

  • Écrit par 
  • Guy TAMAIN
  •  • 604 mots

Essentiellement constitué par du phosphate d'yttrium, de formule (YPO 4 ), le xénotime peut renfermer parfois de l'erbium et d'autres lanthanides (cérium, lanthane, scandium...) qui se substituent à l'yttrium dans la structure cristalline. Le thorium, l'uranium, le zirconium, le béryllium et le calcium peuvent se substituer à l'yttrium, mais dans une moindre proportion ; le xénotime constitue d'ai […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/xenotime/#i_3349

Voir aussi

Pour citer l’article

Patrick MAESTRO, Regino SAEZ PUCHE, Pierre-Charles PORCHER, Concepcion CASCALES, « LANTHANE ET LANTHANIDES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 30 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/lanthane-et-lanthanides/