Contraction des lanthanides

La contraction des lanthanides ou contraction lanthanidique sert à désigner, en chimie, le fait que le rayon ionique des lanthanides décroît significativement quand le numéro atomique augmente, pour les atomes non chargés ou des ions possédant la même charge.



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Lanthanide - Liaison chimique - Chimie générale

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La contraction des lanthanides ou contraction lanthanidique sert à désigner, en chimie, le fait que le rayon ionique des lanthanides décroît significativement quand le numéro atomique augmente, pour les atomes non chargés ou des ions possédant la même charge. Ce phénomène, découvert dans les années 1920 par le chimiste norvégien Victor Goldschmidt, provient du fait que les lanthanides sont caractérisés par le remplissage de la sous-couche 4f, et les orbitales f écrantent le noyau atomique moins efficacement que les autres orbitales : par ordre d'efficacité d'écrantage décroissant, les orbitales atomiques se rangent en s > p > d > f ; à cause de cet écrantage imparfait, la charge nucléaire agit davantage sur les électrons périphériques quand le numéro atomique augmente, de sorte que le rayon des atomes et des ions de lanthanides diminue du lanthane jusqu'au lutécium :

  1 2   3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba * Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra * Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
   
  * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb  
  * Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No  
Élément chimique Rayon ionique
du trication Ln3+
n° 58 Ce Cérium 102 pm  
n° 59 Pr Praséodyme 99 pm  
n° 60 Nd Néodyme 98, 3 pm  
n° 61 Pm Prométhéum 97 pm  
n° 62 Sm Samarium 95, 8 pm  
n° 63 Eu Europium 94, 7 pm  
n° 64 Gd Gadolinium 93, 8 pm  
n° 65 Tb Terbium 92, 3 pm  
n° 66 Dy Dysprosium 91, 2 pm  
n° 67 Ho Holmium 90, 1 pm  
n° 68 Er Erbium 89 pm  
n° 69 Tm Thulium 88 pm  
n° 70 Yb Ytterbium 86, 8 pm  
n° 71 Lu Lutécium 86, 1 pm  

La chimie quantique relativiste rend aussi compte d'une partie du phénomène[1].

La contraction des lanthanides a plusieurs conséquences :

Références

  1. Pekka Pyykko, «Relativistic effects in structural chemistry», dans Chemical Reviews, vol.  88, no 3, 1988, p.  563-594 (32) lien DOI ] 

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