Lanthane

Le lanthane est un élément chimique, de symbole La et de numéro atomique 57.

Lanthane
Échantillon de lanthane.
Baryum ← Lanthane → Cérium —     57 La                                                                                                                                                                                                                                                                                           ↑ La ↓ Ac Tableau complet • Tableau étendu
Position dans le tableau périodique
Symbole	La
Nom	Lanthane
Numéro atomique	57
Groupe	n. a. ou groupe 3[a]
Période	6e période
Bloc	Bloc f ou d[b]
Famille d'éléments	Lanthanide
Configuration électronique	[Xe] 5d1 6s2
Électrons par niveau d’énergie	2, 8, 18, 18, 9, 2
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique	138,905 47 ± 0,000 07 u[2]
Rayon atomique (calc)	195 pm
Rayon de covalence	207 ± 8 pm[3]
État d’oxydation	3
Électronégativité (Pauling)	1,1
Oxyde	Base forte
Énergies d’ionisation[4]
1re : 5,576 9 eV	2e : 11,059 eV
3e : 19,177 3 eV	4e : 49,95 eV
5e : 61,6 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD MeV 137La {syn.} 60 000 ans ε 0,600 137Ba 138La 0,09 % 1,05×1011 ans ε β- 1,737 1,044 138Ba 138Ce 139La 99,91 % stable avec 82 neutrons
Propriétés physiques du corps simple
État ordinaire	solide
Masse volumique	6,145 g·cm-3 (25 °C)[2]
Système cristallin	Hexagonal compact double
Dureté (Mohs)	2,5
Couleur	blanc argenté
Point de fusion	920 °C[2]
Point d’ébullition	3 464 °C[2]
Énergie de fusion	6,2 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation	414 kJ·mol-1
Volume molaire	22,39×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur	1,33×10-7 Pa à 1 193 K
Vitesse du son	2 475 m·s-1 à 20 °C
Chaleur massique	190 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique	1,26×106 S·m-1
Conductivité thermique	13,5 W·m-1·K-1
Divers
No CAS	7439-91-0[5]
No ECHA	100.028.272
No CE	231-099-0[6]
Précautions
SGH[6] ,[7]
État pulvérulent : Danger H260, EUH014, P223, P231, P232, P370, P378 et P422 H260 : Dégage, au contact de l'eau, des gaz inflammables qui peuvent s'enflammer spontanément EUH014 : Réagit violemment au contact de l'eau P223 : Éviter tout contact avec l’eau, à cause du risque de réaction violente et d’inflammation spontanée. P231 : Manipuler sous gaz inerte. P232 : Protéger de l’humidité. P370 : En cas d’incendie : P378 : Utiliser … pour l’extinction. P422 : Stocker le contenu sous …
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Le lanthane a donné son nom à la famille des lanthanides qui font partie des terres rares. Son nom dérive du mot grec « lanthanein », ce qui signifie « cacher » : le lanthane est resté longtemps caché dans l'oxyde de cérium^[Lequel ?].

À température ambiante le corps simple est un métal gris argent, malléable, ductile, assez mou pour être coupé au couteau. Il s'oxyde à l'air et dans l'eau.

Historique

Découvertes des terres rares.

Yttrium (1794) Yttrium Terbium (1843) Erbium (1843) Erbium Erbium Thulium (1879) Holmium (1879) Holmium Dysprosium (1886) Ytterbium (1878) Ytterbium Ytterbium Lutécium (1907) Scandium (1879) Cérium (1803) Cérium Lanthane (1839) Lanthane Didyme (1839) Didyme Néodyme (1885) Praséodyme (1885) Samarium (1879) Samarium Samarium Europium (1901) Gadolinium (1880) Prométhium (1947)

Diagrammes des découvertes des terres rares. Les dates entre parenthèses sont les dates d'annonces des découvertes[8]. Les branches représentent les séparations des éléments à partir d'un ancien (l'un des nouveaux éléments conservant le nom de l'ancien, sauf pour le didyme).

Lanthane.

Le lanthane a été découvert dans la « terre » d'oxyde obtenue par Johan Gadolin et Anders Gustaf Ekeberg à partir de la gadolinite et de l'euxénite. Le lanthane sous forme d'oxyde a été isolé en 1839 par Carl Gustaf Mosander. En 1923, on a préparé pour la première fois du lanthane métallique raisonnablement pur.

On extrait le lanthane de la monazite ((Ce, La, Th, Nd,Y)PO₄) et de la bastnäsite ((Ce, La, Th, Nd,Y)(CO₃)F). Sa séparation d'avec les autres terres rares est délicate.

Isotopes

Le lanthane naturel est constitué de l'isotope stable ¹³⁹La et de l'isotope radioactif ¹³⁸La.

Utilisations

• Pierre à briquet : fabriquées à partir de mischmétal, un mélange de terres rares, contenant environ 55 % de cérium, 20 % de lanthane, 15 % de néodyme, 5 % de praséodyme, 1 % de samarium et d'yttrium
• Stockage de l'hydrogène : l'alliage LaNi₅ sous forme de mousse, en absorbe 400 fois son propre volume.
• Catalyseur pour moteur à essence : le LaPbMnO₃ appliqué sur l'oxyde de lanthane est un bon catalyseur, plus économique que le platine et le palladium actuellement utilisés.
• Verre optique : l'ajout de composés du lanthane, oxyde La₂O₃ ou carbonate La₂(CO₃)₃, augmente l'indice de réfraction et diminue l'aberration chromatique .
• Autres utilisations. Comme d'autres terres rares, il est utilisé pour des alliages magnétiques, dans des composés supraconducteurs, comme composant des phosphores des tubes cathodiques, comme « dopant » dans les cristaux pour lasers, comme composé fluorescent (phosphate de lanthane LaPO₄) étudié pour les marquages antifraude.
• Allié au tungstène, on l'utilise sous forme de baguettes cylindriques comme électrode émissive pour les torches de soudage TiG ou les torches de soudage plasma. L'alliage tungstène - oxyde de lanthane permet d'accroître l'intensité admissible, de faciliter l'amorçage de l'arc et de limiter au maximum la dégradation de l'électrode lors du soudage.
• Le carbonate de lanthane La₂(CO₃)₃ ingéré sous forme de comprimés croquables est utilisé comme chélateur de phosphates afin de contrôler l'hyperphosphatémie chez les patients hémodialysés pour prévenir l'ostéodystrophie rénale (source: monographie Fosrenol, Shire).
• Cathode chaude : l'hexaborure de lanthane est utilisé dans certaines cathodes chaudes.

Précautions

Ne pas respirer les poussières et vapeurs.

Notes et références

Notes

1. Selon les auteurs^[1], le lanthane ou le lutécium font partie du groupe 3 sur la 6^e période, l'autre élément se retrouvant dans ce cas sans groupe.
2. Dépend des auteurs^[1].

Références

1. (en) Eric Scerri, « Which Elements Belong in Group 3? », Journal of Chemical Education, vol. 86, n^o 10,‎ octobre 2009, p. 1188 (DOI 10.1021/ed086p1188, Bibcode 2009JChEd..86.1188S, lire en ligne)
2. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90^e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0)
3. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ 2008, p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
4. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89^e éd., p. 10-203
5. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
6. Entrée « Lanthanum » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais) (JavaScript nécessaire)
7. SIGMA-ALDRICH
8. (en) Episodes from the History of the Rare Earth Elements, Springer Netherlands, coll. « Chemists and Chemistry », 1^er janvier 1996 (ISBN 9789401066143 et 9789400902879, DOI 10.1007/978-94-009-0287-9), xxi.

Voir aussi

Sur les autres projets Wikimedia :

• lanthane, sur le Wiktionnaire

Liens externes

• (en) « Technical data for Lanthanum » (consulté le 11 août 2016), avec en sous-pages les données connues pour chaque isotope

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