Comme beaucoup de métaux, les lanthanides ont un aspect argenté brillant. Cinq des éléments (La, Ce, Pr, Nd, Eu) sont très réactifs et lorsqu’ils sont exposés à l’air réagissent avec l’oxygène pour former un revêtement d’oxyde qui ternit la surface. Pour cette raison, ces métaux sont stockés sous l’huile minérale. Le reste des lanthanides ne sont pas aussi réactifs et certains (Gd, Lu) conservent longtemps leur aspect métallique argenté., Lorsqu’ils sont contaminés par des non-métaux, tels que l’oxygène ou l’azote, les lanthanides deviennent fragiles. Ils se corrodent également plus facilement s’ils sont contaminés par d’autres métaux, tels que le calcium. Leurs points de fusion, qui vont d’environ 1 506,2°F (819°C) (Yb) à environ 3 025,4°F (1 663°C) (Lu), sont également sensibles à la contamination. Les lanthanides forment des alliages avec de nombreux autres métaux, et ces alliages présentent un large éventail de propriétés physiques.
Les lanthanides réagit lentement avec l’eau froide (plus rapidement avec de l’eau chaude) pour former de l’hydrogène gazeux, et facilement brûler dans l’air pour former des oxydes., Les oxydes sont des substances dans lesquelles un métal et de l’oxygène se sont chimiquement combinés pour former un composé. Par exemple, le samarium et l’oxygène se combinent pour former l’oxyde de samarium composé. L’yttrium a un revêtement d’oxyde protecteur naturel, ce qui le rend beaucoup plus résistant. Les lanthanides forment des composés avec de nombreux non-métaux, tels que l’hydrogène, le fluor, le phosphore, le soufre et le chlore, et un chauffage peut être nécessaire pour induire ces réactions.
La disposition des électrons dans un atome (la configuration électronique) influence la réactivité de l’atome avec d’autres substances., En particulier, ce sont les électrons externes ou de valence-ceux qui sont les plus éloignés du centre de l’atome-qui sont les plus impliqués dans les réactions car ceux-ci sont exposés à l’environnement environnant. Tous les lanthanides, du cérium au lutétium, ont une disposition similaire de leurs électrons externes. Cela explique pourquoi ils se trouvent tous ensemble dans la nature et pourquoi ils réagissent tous de la même manière. Lorsqu’ils réagissent avec d’autres éléments pour former des composés, la plupart des lanthanides perdent trois de leurs électrons externes pour former des ions tripositifs. Pour la plupart des composés des lanthanides, c’est l’ion le plus stable., Certains lanthanides forment des ions avec une charge positive de deux ou quatre, mais ceux-ci ne sont généralement pas aussi stables. Une comparaison des tailles des atomes de lanthanides et de leurs ions révèle une diminution progressive du passage du lanthane au lutétium et est appelée contraction des lanthanides. Composés contenant des ions positifs et négatifs sont appelés composés ioniques. La plupart des composés de lanthanides ioniques sont solubles dans l’eau. Les composés de lanthanides avec l’élément fluor (fluorures de lanthanides), cependant, sont insolubles., L’ajout d’ions fluorure à une solution d’ions lanthanides tripositifs peut généralement être utilisé comme test caractéristique de la présence des lanthanides. De même, les oxalates de lanthanide (l’oxalate est l’ion négatif CzO4-2) ont une faible solubilité.
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