Présentation de l'élément chimique de numéro atomique Z = 57

Name: Le Lanthane
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Par Yann

Rédigé le 28 mars 2018

5 minutes de lecture

Sous quelles formes se présente le Lanthane ?

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Carte d'identité du Lanthane

Le Lanthane est un élément chimique métallique gris argenté, de symbole atomique La et de numéro atomique Z = 57. Sa structure électronique est donc la suivante : (K)2(L)8(M)18(N)18(O)9(P)2 soit 57 électrons répartis dans les différentes couches.

Dans le tableau périodique, il est situé sur la sixième période, dans la troisième colonne. Il appartient à la famille des lanthanides, qui eux mêmes appartiennent à la famille des terres rares.

Le Lanthane a une électronégativité égale à 1,1 (à noter que l'élément le plus électronégatif est le Fluor, avec une électronégativité égale à 3,98. A contrario, l'élément le moins électronégatif est le Francium, avec une électronégativité égale à 0,7). Il se rapproche donc des éléments ayant l'électronégativité la plus faible. Enfin, il a une masse molaire égale à 138,9 g/mol. Le tableau ci-dessous résume l'ensemble de ces informations : Symbole atomique: La Numéro atomique: Z= 57 Principal isotope: A= 139 Structure électronique:(K)2(L)8(M)18(N)16(O)9(P)2 Configuration électronique: 1s22s22p63s23p63d104s24p44d105s25p65d16s2 Période: 6 Groupe: 3 Famille: lanthanides Electronégativité: 1,1 Masse molaire atomique: 138,9 g/mol Symbole

Histoire du Lanthane

Origine du mot Lanthane

Le nom "Lanthane" est un dérivé du mot grec "lanthano" qui signifie "rester caché". Il est également dérivé du mot grec "lanthanein" qui lui, signifie "cacher". L'explication sur cet origine est simple : cet élément chimique a toujours été présent dans un minerai connu depuis plusieurs dizaines d'années, l'Oxyde de Cérium, mais sa présence n'avait encore jamais été détectée. Le nom "Lanthane" a été proposé par celui qui l'a découvert, Carl Gustaf Mosander, sur suggestion de son compatriote et collègue Jons Jakob Berzelius.

Un peu d'histoire : comment a été découvert le Lanthane ?

: Le Lanthane a été isolé pour la première fois sous forme d'impuretés présentes dans l'Oxyde de Cérium (en photo ci-dessous)

L'Oxyde de Lanthane a été découvert pour la première fois dans des minerais appelés la gadolinite (contenant beaucoup de Cérium) et l'euxénite. Par la suite, il a été isolé en 1839 par le chimiste suédois Carl Gustaf Mosander sous forme d'impuretés présentes dans de l'Oxyde de cérium. Ce n'est qu'à partir de 1923 que du Lanthane métallique relativement pur a été obtenu pour la première fois.

Les principaux isotopes du Lanthane

39 isotopes du Lanthane sont actuellement connus.

Isotopes présents dans la nature

Parmi les 39 isotopes du Lanthane, seuls deux sont présents dans la nature :

L'isotope ayant pour nombre de masse A = 138.
L'isotope ayant pour nombre de masse A = 139. C'est le seul isotope stable du Lanthane.

Les tableaux ci-dessous synthétisent ces informations :

Z = 57 - A = 139
Symbole du noyau
Composition du noyau	57 protons 81 neutrons
Proportion sur Terre	99,91 %

Z = 57 - A = 81
Symbole du noyau
Composition du noyau	57 protons 82 neutrons
Proportion sur Terre	0,09 %
Période radiaoactive	1,05. 1011 ans
Type de radioactivité	Bêta moins

Isotopes radioactifs du Lanthane

Hormis l'isotope 139La, les 38 autres isotopes du Lanthane sont radioactifs. La plupart d'entre-eux ont des temps de demi-vie inférieurs à une journée, voire même inférieurs à une minute.

Le lanthane sous ses différentes formes

Le Lanthane peut se trouver à l'état de corps simple, mais peut également exister sous forme oxydée avec un degré d'oxydation +III, ou aussi via le Carbonate de Lanthane mais encore le Phosphate de Lanthane.

Le lanthane sous forme de corps simple

Le Lanthane sous forme de corps simple est un métal gris clair qui, à température ambiante, a la propriété d'être ductile et malléable si bien qu'il peut être coupé à l'aide d'un simple couteau. Il s'oxyde lentement à l'air libre en formant de l'Oxyde de lanthane III. Il peut également réagir avec l'eau à température ambiante pour former de l'hydroxyde de baryum et du dihydrogène. Enfin, il réagit aussi avec les acides et les bases.

Les ions du lanthane en solution aqueuse

Le Lanthane n'est pas connu pour avoir des ions stables en solution aqueuse.

Composés à base de lanthane

L'oxyde de Lanthane III

L'Oxyde de lanthane III, de formule La2O3, est un oxyde dérivé du Lanthane, formé à partir de la réaction entre le dioxygène O2 et le lanthane métallique. Il est notamment utilisé dans les procédés de fabrication des verres optiques, afin d'augmenter l'indice de réfraction du verre.

: Le Lanthane sous forme d'Oxyde (oxyde de Lanthane) peut notamment être utilisé dans la fabrication des verres optiques.

Le carbonate de Lanthane

Le carbonate de Lanthane, de formule La2(CO3)3 , est un sel formé à partir de Lanthane dans son état d'oxydation +III et d'ions Carbonate CO32-. Le carbonate de Lanthane est principalement utilisé dans l'industrie chimique comme composé de départ pour la formation d'oxydes tels que le Manganite de Lanthane dopé au Strontium, ou encore la production de supraconducteurs à haute température. Il est également utilisé pour teinter le verre, pour le traitement de l'eau, ou encore en tant que catalyseur.

Le phosphate de Lanthane

: Le phosphate de Lanthane peut être utilisé comme composé fluorescent dans la fabrication des marqueurs anti-fraude.

Le phosphate de Lanthane, de formule LaPO4, peut être formé à partir d'Oxyde de Lanthane, ou encore à partir de Chlorure de Lanthane (LaCl3) et d'acide phosphorique. Parmi les applications les plus connues, on peut notamment citer son utilisation en tant que composé fluorescent dans les marquage anti fraude.

Risques liés à l'utilisation de Lanthane

Les effets du Lanthane sur la santé et l'environnement, au même titre que les autres éléments appartenant à la famille des terres rares, sont encore relativement méconnus. Cependant, des études ont pu mettre en évidence un certain nombre d'effets.

Effets sur la santé

Certaines études ont mis en évidence que respirer des vapeurs de Lanthane, en particulier pendant des durées d'exposition très longues, pouvait mener à des embolies pulmonaires. Par ailleurs, une fois absorbé, le Lanthane a tendance à s'accumuler dans le foie.

Lanthane : effet sur l'environnement

Pour ce qui est de l'impact sur l'environnement, le Lanthane est susceptible d'être rejeté par certaines industries. Celui-ci va alors s'accumuler petit à petit dans les sols et les eaux. Chez certains animaux vivant dans l'eau, on note notamment des effets sur la reproduction et le système nerveux.

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Yann Léguillon

Fondateur de Superprof et ingénieur, nous essayons de rendre disponible la plus grande base de savoir. Passionné par la physique-chimie et passé par la filière scientifique au lycée, je partage mes cours (après les avoir mis à jour selon le programme de l’Éducation Nationale).

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