Pourquoi les lanthanides et les actinides sont-ils séparés dans le tableau périodique ?

Les lanthanides sont un groupe d’éléments découverts à l’origine dans les minéraux rares, d’où leur nom de « terres rares ». Étant donné que les éléments ont finalement été trouvés plus largement que prévu, ils ont commencé à être appelés lanthanides. Les lanthanides, avec les actinides, occupent deux rangées d’éléments distinctes du tableau périodique. Les deux sont des groupes d’éléments métalliques.

Localisation des lanthanides et des actinides dans le tableau périodique

Dans le tableau périodique, il y a deux rangées d’éléments indépendantes, commençant respectivement par l’élément de numéro atomique 57, qui correspond au lanthane, et l’élément de numéro atomique 89, qui correspond à l’actinium. Bien que ces deux lignes soient placées séparément sur le tableau périodique, elles correspondent en fait à une période au milieu de 6 et 7 respectivement.

le bloc f

La première des sous-couches f commence à se remplir à 4f, après le niveau 6s, ce qui implique que les sous-couches f sont les deux principaux niveaux d’énergie derrière. La configuration électronique générale qui existe dans les éléments du bloc f est (n -2) · f ^1-14 ns ² . Les sept orbitales de la sous-couche f accueillent les 14 électrons, de sorte que le bloc f accueille 14 éléments.

C’est pourquoi les éléments du bloc f n’appartiennent pas à un groupe spécifique, et sont en quelque sorte « emboîtés » entre les groupes 3 et 4. Les lanthanides sont les quatorze éléments que l’on trouve depuis le cérium (Ce), de numéro atomique 58, jusqu’au lutétium. (Lu), de numéro atomique 71. Comme caractéristique des lanthanides, il ressort qu’ils ont une réactivité similaire à celle du groupe 2, qui sont les métaux alcalino-terreux.

Les actinides sont les 14 éléments qui vont du thorium (Th), de numéro atomique 90, au laurencium (Lr), de numéro atomique 103. Le sous-niveau 5f est actuellement en cours de remplissage par des éléments en cours de découverte ou de synthèse. De plus, de tous les éléments qui font partie des actinides, seuls quatre ont été trouvés naturellement dans la nature, et tous sont des éléments radioactifs.

Les lanthanides et les actinides sont parfois appelés « éléments de transition internes ».

Utilisations des lanthanides et des actinides

Les lanthanides ont été largement utilisés pour augmenter la dureté et la résistance des métaux. Parmi eux, l’utilisation du cérium se distingue, qui est mélangé à de petites quantités de lanthane (La), de néodyme (Nd) et de praséodyme (Pr). Ces éléments ont été largement utilisés dans l’industrie pétrolière pour raffiner le pétrole brut.

L’erbium (Er) et d’autres lanthanides sont également largement utilisés pour les dispositifs optiques, tels que les lunettes de vision nocturne et les matériaux phosphorescents, entre autres. Quant aux actinides, ils constituent une source primaire précieuse, car ils sont radioactifs. Ces éléments peuvent être utilisés comme sources d’alimentation pour des applications aussi variées que les stimulateurs cardiaques et la production d’énergie pour des instruments qui sont même utilisés lors de missions vers la lune. D’autre part, l’uranium et le plutonium sont désormais utilisés dans les armes nucléaires, ainsi que dans les centrales nucléaires.

Sources

• 2.23 : Lanthanides et Actinides. (2021). Extrait le 19 mars 2021, de https://cutt.ly/vxuZE04
• Actinide – un aperçu | Sujets scientifiques directs. (2021). Extrait le 19 mars 2021, de https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/actinide
• Série Lanthanide – un aperçu | Sujets scientifiques directs. (2021). Extrait le 19 mars 2021, de https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/lanthanide-series