Caractéristiques des lanthanides

Les lanthanides sont les éléments chimiques qui vont du lanthane au lutétium. Ils partagent des caractéristiques communes, pour lesquelles ils sont classés dans une catégorie spéciale au bas du tableau périodique.

Principales caractéristiques des lanthanides :

• Ils sont situés dans la période 6 du tableau périodique.
• Ils couvrent 15 éléments, de 57 à 71.
• Ils partagent la structure du Lanthane, auquel s'ajoute un niveau d'énergie f, moins réactif chimiquement.
• On les appelait terres rares car à l'état naturel elles se combinent toujours pour former des oxydes.
• Certains sont relativement abondants.
• Bien qu'ils aient des valences variables, la plupart ont des valences +3.
• Au fur et à mesure que son numéro atomique augmente, son rayon diminue.
• Ils ont tous un aspect métallique brillant.

Caractéristiques individuelles des lanthanides :

Lanthane (La).

• Numéro atomique 57
• Poids atomique: 139
• État solide
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +3
• Point de fusion: 920°C
• Point d'ébullition: 3457°C

Il a été découvert en 1839. Dans l'industrie, il est utilisé dans des alliages avec d'autres lanthanides pour fabriquer des pierres plus légères; en optique, il est utilisé pour les verres optiques. Il est également utilisé pour les éponges à hydrogène, utilisées pour contenir des gaz. En médecine, il est utilisé sous forme de carbonate de lanthane, pour le traitement de l'insuffisance rénale, car il a une affinité pour se mélanger aux phostates, réduisant ainsi l'hyperphosphémie.

Cérium (Ce)

• Numéro atomique 58
• Poids atomique: 140
• Etat: Solide mou
• Aspect: Métallique, gris argenté, semblable au fer
• Valences: +3, +4
• Point de fusion: 798°C
• Point d'ébullition: 3426°C

Il a été découvert en 1803. C'est le lanthanide le plus abondant. Il est utilisé pour fabriquer des catalyseurs, principalement pour les automobiles (convertisseurs catalytiques) et pour le craquage du pétrole. Sous forme d'oxyde, il est utilisé pour polir les verres et les lentilles. Bien qu'il n'ait pas de fonctions biologiques connues, il est utilisé en médecine dans les onguents pour brûlures.

Praséodyme (Pr)

• Numéro atomique 59
• Poids atomique: 144
• Etat: Solide mou
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +3
• Point de fusion: 931°C
• Point d'ébullition: 3520°C

Il a été découvert en 1841 et isolé en 1885. Dans l'industrie, il est utilisé dans des alliages avec du magnésium pour fabriquer des moteurs d'avion; Il est utilisé pour donner au verre et aux émaux une couleur jaune. Les alliages de nickel ont des propriétés magnétiques. Réagit avec les halogènes pour produire des fluorures, des chlorures, des bromures et des iodures.

Néodyme (Nd)

• Numéro atomique 60
• Poids atomique: 139
• État solide
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +3
• Point de fusion: 1024°C
• Point d'ébullition: 3100°C

Il a été découvert en 1885, lorsque le praséodyme a été isolé; le néodyme a été isolé jusqu'en 1925. C'est l'un des lanthanides les plus réactifs. Dans l'industrie, il est utilisé pour colorer le verre et les émaux. En raison de sa capacité à absorber la lumière, il est utilisé en astronomie pour créer des cristaux avec lesquels les spectromètres infrarouges et les filtres sont calibrés. L'une de ses principales utilisations est de fabriquer des aimants de haute intensité magnétique. Ces aimants sont utilisés pour les instruments de précision, tels que ceux utilisés dans les disques durs des ordinateurs, ainsi que pour certains haut-parleurs de format mince.

Prométhium (Pm)

• Numéro atomique 61
• Poids atomique: 145
• État solide
• Apparence: ?
• Valences: +3
• Point de fusion: 1100°C
• Point d'ébullition: 3000°C

Son existence a été prédite en 1902, mais n'a pu être prouvée qu'en 1944. Ce lanthanide ne se trouve pas dans la nature, étant à l'origine de son obtention et de l'étude de la fission de l'uranium. Lors de la fission de l'uranium dans un réacteur nucléaire, l'un des atomes qui sont produits à partir de cette séparation atomique est le prométhium. Il a des caractéristiques radioactives, qui lui confèrent une phosphorescence, et est utilisé pour les calibreurs et les batteries nucléaires utilisées dans les engins spatiaux.

Samarium (Sm)

• Numéro atomique 62
• Poids atomique: 150
• État solide
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +3
• Point de fusion: 1072°C
• Point d'ébullition: 1803°C

Il a été découvert en 1853 et isolé en 1879. Il a plusieurs isotopes, et au moins deux d'entre eux sont radioactifs. Dans l'industrie, il est utilisé en optique pour fabriquer des cristaux qui absorbent la lumière infrarouge. Il est également utilisé comme catalyseur pour obtenir de l'alcool et comme élément dans certaines lampes fluorescentes et téléviseurs. En termes de santé, s'il est inhalé (comme l'oxyde utilisé pour polir les cristaux), il peut provoquer des embolies pulmonaires ou affecter le foie. Les isotopes radioactifs sont utilisés en radiothérapie des patients en phase terminale.

Europium (UE)

• Numéro atomique 63
• Poids atomique: 152
• État solide
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +2, +3
• Point de fusion: 826°C
• Point d'ébullition: 1527°C

Il a été découvert en 1890. C'est le plus réactif des lanthanides. Il a été utilisé dans les lampes fluorescentes et les téléviseurs, mais pour provoquer des embolies pulmonaires s'il est inhalé ou endommager le foie s'il est accumulé dans le corps humain, il n'a presque aucune utilisation industrielle. Dans la recherche atomique, il est utilisé car il absorbe les neutrons.

Gadolinium (Gd)

• Numéro atomique 64
• Poids atomique: 157
• État solide
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +3
• Point de fusion: 1312°C
• Point d'ébullition: 3250°C

Le gadolinium a peu d'usages, le principal étant la réfrigération industrielle magnétique, car il augmente ses propriétés magnétiques à basse température; mais comme ce type de glacières nécessite l'utilisation d'arsenic, elles ne sont pas utilisées en réfrigération domestique. En médecine, il est utilisé comme produit de contraste pour la résonance magnétique-nucléaire.

Terbium (Tb)

• Numéro atomique 65
• Poids atomique: 159
• État solide
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +4
• Point de fusion: 1356°C
• Point d'ébullition: 3230°C

Il a été découvert en 1843 et isolé en 1905. Il est très important dans l'industrie électronique, car c'est l'un des éléments utilisés pour fabriquer des semi-conducteurs. D'autres utilisations sont la fabrication de tubes fluorescents et de tubes à images. Il est également utilisé comme catalyseur dans les piles à combustible. Bien qu'il n'ait pas de fonctions biologiques, son inhalation ou son entrée dans le corps humain a des effets toxiques, affectant principalement le foie.

Dysprosium (Dy)

• Numéro atomique 66
• Poids atomique: 162,5
• État solide
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +2, +3
• Point de fusion: 1407°C
• Point d'ébullition: 2567°C

Il a été découvert en 1843 et isolé en 1905. Il est très important dans l'industrie électronique, car c'est l'un des éléments utilisés pour fabriquer des semi-conducteurs. D'autres utilisations sont la fabrication de tubes fluorescents et de tubes à images. Il est également utilisé comme catalyseur dans les piles à combustible. Bien qu'il n'ait pas de fonctions biologiques, son inhalation ou son entrée dans le corps humain a des effets toxiques, affectant principalement le foie.

Holmium (Ho)

• Numéro atomique 67
• Poids atomique: 166
• État solide
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +3
• Point de fusion: 1474°C
• Point d'ébullition: 2700°C

Il a été découvert en 1878 et son nom dérive de la ville de sa découverte, Stockholm, en latin Holmia. Il n'a presque pas d'utilisations pratiques; cependant, il est utilisé dans certaines industries comme catalyseur de réactions chimiques, ainsi que pour certains composants électroniques. Il est également utilisé pour modifier la fréquence et l'intensité du faisceau laser.

Erbium (Euh)

• Numéro atomique 68
• Poids atomique: 167
• État solide
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +3
• Point de fusion: 1795 °C
• Point d'ébullition: 2863°C

Il a été découvert en 1843. Il est utilisé dans l'industrie nucléaire comme tampon neutronique. Sous forme d'oxyde, c'est un colorant pour les cristaux, ce qui leur donne une teinte rose; Ces cristaux sont utilisés en optique et en bijouterie. Il est également utilisé pour fabriquer des fibres optiques.

Thulium (Tm)

• Numéro atomique 69
• Poids atomique: 167
• État solide
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +3
• Point de fusion: 1545 °C
• Point d'ébullition: 1947°C

Il a été découvert en 1879. Malgré sa faible disponibilité, en raison de ses caractéristiques radioactives, son utilisation principale est comme source de rayons X dans les équipements portables et pour les lasers à solide.

Ytterbium (Yb)

• Numéro atomique 70
• Poids atomique: 173
• État solide
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +3
• Point de fusion: 824°C
• Point d'ébullition: 1194°C

Il a été découvert en 1878 et isolé en 1907. Les isotopes radioactifs sont utilisés pour les équipements de radiographie portables qui fonctionnent sans électricité. Il est également utilisé pour améliorer les alliages d'acier et augmenter leur résistance, une caractéristique qui est utilisée en dentisterie, en raison de l'amélioration des propriétés mécaniques de l'acier. Il doit être manipulé avec précaution car il peut provoquer des irritations et des brûlures. De plus, en réagissant avec l'air, il peut provoquer une explosion ou un incendie.

Lutétium (Lu)

• Numéro atomique 71
• Poids atomique: 175
• État solide
• Aspect: Métallique, blanc argenté
• Valences: +3
• Point de fusion: 1652°C
• Point d'ébullition: 3402°C

Il a été découvert en 1907. C'est l'élément chimique le moins abondant dans la croûte terrestre. Malgré sa faible disponibilité, il est utilisé pour le raffinage du pétrole et comme catalyseur de réactions de chimie organique. Certains isotopes radioactifs ont également été testés pour des traitements de radiothérapie.