Lanthanide - Définition

Propriétés électrochimiques

Ces éléments sont tous des terres rares. Ils sont chimiquement très similaires au lanthane — d’où leur nom — en ce sens qu’ils favorisent l’état d’oxydation +3, y compris le lutécium, avec une uniformité non-égalée dans le tableau périodique : on les trouve naturellement sous forme de cations trivalents, à l’exception du cérium Ce (qui présente les états +3 et +4) et de l’europium Eu (qui présente les états +2 et +3).

En raison de leur similitude poussée, on les représente souvent indistinctement avec le pseudo-symbole chimique Ln, désignant n’importe quel lanthanide. D’une manière générale, ils sont très électropositifs et forment avec les autres éléments des complexes trivalents ; leurs trications Ln³⁺ sont des cations durs (selon la théorie HSAB)

Ils forment une série chimique très homogène caractérisée par le remplissage progressif de la sous-couche électronique 4f, à l’exception du plus lourd, le lutécium Lu, qui appartient au bloc d.

Les lanthanides plus lourds que Ce atteignent difficilement le degré d’oxydation +4. Ceci s’explique par le fait que les orbitales f sont relativement internes : il est difficile d’enlever des électrons f ; ces électrons sont également peu disponibles pour former des liaisons covalentes, ce qui explique que les ions des éléments de ces séries, forment des complexes sans préférence quant à leur géométrie de coordination.

Le rayon ionique des cations Ln³⁺ décroît tout au long de la période en vertu du phénomène appelé contraction des lanthanides : l’efficacité de l’écrantage du noyau par les électrons d’une orbitale f est en effet assez faible (l’ordre d’efficacité décroissante par orbitale atomique étant : s > p > d > f) et ne compense pas la charge croissante du noyau atomique quand le numéro atomique augmente.