Propriétés et éléments des lanthanides

Les éléments lanthanides ou F Block sont un ensemble d'éléments du tableau périodique. Bien qu'il y ait une certaine controverse sur les éléments à inclure dans le groupe, les lanthanides comprennent généralement les 15 éléments suivants:

• Lanthane (La)
• Cérium (Ce)
• Praséodyme (Pr)
• Néodyme (Nd)
• Prométhium (Pm)
• Samarium (Sm)
• Europium (UE)
• Gadolinium (Gd)
• Terbium (Tb)
• Dysprosium (Dy)
• Holmium (Ho)
• Erbium (Er)
• Thulium (Tm)
• Ytterbium (Yb)
• Lutétium (Lu)

Voici un aperçu de leur emplacement et de leurs propriétés communes:

Points clés à retenir: Lanthanide

• Les lanthanides sont un groupe de 15 éléments chimiques, avec des numéros atomiques de 57 à 71.
• Tous ces éléments ont un électron de valence dans la coquille 5d.
• Les éléments partagent des propriétés communes avec le premier élément du groupe - le lanthane.
• Les lanthanides sont des métaux réactifs argentés.
• L'état d'oxydation le plus stable pour les atomes de lanthanide est +3, mais les états d'oxydation +2 et +4 sont également courants.
• Bien que les lanthanides soient parfois appelés les terres rares, les éléments ne sont pas particulièrement rares. Cependant, ils sont difficiles à séparer les uns des autres.

Les éléments du bloc D

Les lanthanides sont situés dans le bloc 5ré du tableau périodique. Les 5 premiersré l'élément de transition est le lanthane ou le lutétium, selon la façon dont vous interprétez les tendances périodiques des éléments. Parfois, seuls les lanthanides, et non les actinides, sont classés comme terres rares. Les lanthanides ne sont pas aussi rares qu'on le pensait autrefois; même les terres rares rares (par exemple, l'europium, le lutétium) sont plus courantes que les métaux du groupe du platine. Plusieurs des lanthanides se forment lors de la fission de l'uranium et du plutonium.

Utilisations de lanthanide

Les lanthanides ont de nombreuses utilisations scientifiques et industrielles. Leurs composés sont utilisés comme catalyseurs dans la production de produits pétroliers et synthétiques. Les lanthanides sont utilisés dans les lampes, les lasers, les aimants, les luminophores, les projecteurs de cinéma et les écrans intensificateurs de rayons X. Un alliage pyrophorique de terres rares mixtes appelé Mischmetall (50% Ce, 25% La, 25% autres lanthanides légers) ou misch métal est combiné avec du fer pour fabriquer des silex pour les briquets. L'addition de <1% Mischmetall or lanthanide silicides improves the strength and workability of low alloy steels.

Propriétés communes des lanthanides

Les lanthanides partagent les propriétés communes suivantes:

• Métaux blanc argenté qui ternissent lorsqu'ils sont exposés à l'air, formant leurs oxydes.
• Métaux relativement mous. La dureté augmente quelque peu avec un nombre atomique plus élevé.
• En se déplaçant de gauche à droite à travers la période (nombre atomique croissant), le rayon de chaque lanthanide 3⁺ ion régulièrement diminue. C'est ce qu'on appelle la «contraction des lanthanides».
• Points de fusion et points d'ébullition élevés.
• Très réactif.
• Réagit avec l'eau pour libérer de l'hydrogène (H₂), lentement dans le froid / rapidement lors du chauffage. Les lanthanides se lient généralement à l'eau.
• Réagissez avec H⁺ (acide dilué) pour libérer H₂ (rapidement à température ambiante).
• Réagir en réaction exothermique avec H₂.
• Brûle facilement dans l'air.
• Ce sont des agents réducteurs puissants.
• Leurs composés sont généralement ioniques.
• À des températures élevées, de nombreuses terres rares s'enflamment et brûlent vigoureusement.
• La plupart des composés des terres rares sont fortement paramagnétiques.
• De nombreux composés des terres rares fluorescent fortement sous la lumière ultraviolette.
• Les ions lanthanides ont tendance à être de couleur pâle, résultant de faibles, étroits, interdits F X F transitions optiques.
• Les moments magnétiques du lanthanide et des ions fer s'opposent.
• Les lanthanides réagissent facilement avec la plupart des non-métaux et forment des binaires en chauffant avec la plupart des non-métaux.
• Les nombres de coordination des lanthanides sont élevés (supérieurs à 6; généralement 8 ou 9 ou jusqu'à 12).

Lanthanide contre lanthanoïde

Parce que le -ide suffixe est utilisé pour indiquer les ions négatifs en chimie, l'UICPA recommande que les membres de ce groupe d'éléments soient appelés lanthanoïdes. le -oid le suffixe correspond aux noms d'un autre groupe d'éléments - les métalloïdes. Il existe un précédent pour un changement de nom, car un nom encore plus ancien pour les éléments était «lanthane». Cependant, presque tous les scientifiques et les articles évalués par les pairs font encore référence au groupe d'éléments comme les lanthanides.

Sources

• David A. Atwood, éd. (19 février 2013). Les éléments des terres rares: principes fondamentaux et applications (eBook). John Wiley & Sons. ISBN 9781118632635.
• Gray, Theodore (2009). Les éléments: une exploration visuelle de chaque atome connu de l'univers. New York: Black Dog & Leventhal Publishers. p. 240. ISBN 978-1-57912-814-2.
• Holden, Norman E .; Coplen, Tyler (2004). "Le tableau périodique des éléments". Chimie internationale. UICPA. 26 (1): 8. doi: 10.1515 / ci.2004.26.1.8
• Krishnamurthy, Nagaiyar et Gupta, Chiranjib Kumar (2004). Métallurgie extractive des terres rares. CRC Press. ISBN 0-415-33340-7
• McGill, Ian (2005) "Rare Earth Elements" dans Encyclopédie d'Ullmann de chimie industrielle. Wiley-VCH, Weinheim. doi: 10.1002 / 14356007.a22_607