Lanthanide - Définition

Introduction

L’UICPA définit comme lanthanide tout élément chimique parmi les quinze de numéros atomiques compris entre 57 (lanthane) et 71 (lutécium). Ce terme est plus ou moins synonyme de l’ancienne appellation de terre rare pour ces éléments.

L’étymologie de leur nom dérive du grec ancien λανθανειν, qui signifie « rester caché », appliqué au lanthane en raison de la difficulté à l’isoler de l’oxyde de cérium.

Propriétés générales

Ce sont des métaux brillants avec un éclat argenté qui ternissent rapidement lorsqu’ils sont exposés à l’air libre. Ils sont de moins en moins mous au fur et à mesure que leur numéro atomique augmente. Leur température de fusion et leur température d’ébullition sont élevées. Ils réagissent violemment avec la plupart des non-métaux et brûlent dans l’air.

Ces éléments ne sont pas rares dans le milieu naturel, le cérium Ce étant le 26^e élément le plus abondant de la croûte terrestre. Le néodyme Nd est plus abondant que l’azote, et le thulium Tm est plus abondant que l’iode. Ils vérifient assez bien l’effet d’Oddo-Harkins, selon lequel les éléments de numéro atomique supérieur à 4 sont plus abondants dans l’univers lorsqu’ils ont un numéro atomique pair que lorsqu’il est impair.

Liste des éléments

Élément chimique			Configuration électronique (à l’état fondamental)	Rayon ionique du trication Ln3+ (pm)	Poids atomique standard moyen (nombre de masse)
nº 57	La	Lanthane	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 5d1 (a)	103,2	[138,905 477]
nº 58	Ce	Cérium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f1 5d1 (a)	102,0	[140,116 100]
nº 59	Pr	Praséodyme	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f3	099,0	[140,907 652]
nº 60	Nd	Néodyme	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f4	098,3	[144,242 300]
nº 61	Pm	Prométhéum (b)	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f5	097,0	[145],000 000
nº 62	Sm	Samarium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f6	095,8	[150,362 000]
nº 63	Eu	Europium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f7	094,7	[151,964 100]
nº 64	Gd	Gadolinium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f7 5d1 (a)	093,8	[157,253 000]
nº 65	Tb	Terbium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9	092,3	[158,925 352]
nº 66	Dy	Dysprosium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10	091,2	[162,500 100]
nº 67	Ho	Holmium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f11	090,1	[164,930 322]
nº 68	Er	Erbium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12	089,0	[167,259 300]
nº 69	Tm	Thulium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13	088,0	[168,934 212]
nº 70	Yb	Ytterbium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14	086,8	[173,043 000]
nº 71	Lu	Lutécium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d1	086,1	[174,967 100]

(^a) Exceptions à la règle de Klechkowski : lanthane La, cérium Ce, gadolinium Gd.

(^b) Le prométhéum Pm n’a pas d’isotope stable ou de demi-vie assez longue. Comme il n’est pas possible d’établir une masse moyenne significative, son nombre de masse indiqué entre crochets est celui de l’isotope de demi-vie confirmée la plus longue.