Terre rareLes terres rares, de symbole REE (pour l'anglais rare-earth element), sont un groupe de métaux aux propriétés voisines comprenant le scandium Sc, l'yttrium Y et les quinze lanthanides. Ces métaux sont, contrairement à ce que suggère leur appellation, assez répandus dans la croûte terrestre, à l'égal de certains métaux usuels. L'abondance du cérium est ainsi d'environ , alors que celle du thulium et du lutécium n'est que de . Sous forme élémentaire, les terres rares ont un aspect métallique et sont assez tendres, malléables et ductiles.
Chemical symbolChemical symbols are the abbreviations used in chemistry for chemical elements, functional groups and chemical compounds. Element symbols for chemical elements normally consist of one or two letters from the Latin alphabet and are written with the first letter capitalised. Earlier symbols for chemical elements stem from classical Latin and Greek vocabulary. For some elements, this is because the material was known in ancient times, while for others, the name is a more recent invention.
CériumLe cérium est un élément chimique, de symbole Ce et de numéro atomique 58. Il fait partie de la famille des lanthanides. Le cérium a été identifié en 1803 par Martin Heinrich Klaproth et pratiquement en même temps par Jöns Jacob Berzelius et Wilhelm Hisinger. Son nom fait référence à la planète naine « Cérès » découverte en janvier 1801. En 1825, il a été obtenu par Carl Gustav Mosander pour la première fois à l'état raisonnablement pur. Isotopes du cérium Le cérium naturel est composé de quatre isotopes : 136Ce, 138Ce, 140Ce et 142Ce.
PlutoniumLe plutonium est l'élément chimique de symbole Pu et de numéro atomique 94. C'est un métal radioactif transuranien de la famille des actinides. Il se présente sous la forme d'un solide cristallisé dont les surfaces fraîches sont gris argenté mais se couvrent en quelques minutes, en présence d'humidité, d'une couche terne de couleur grise, tirant parfois sur le vert olive, constituée d'oxydes et d'hydrures ; l'accroissement de volume qui en résulte peut atteindre 70 % d'un bloc de plutonium pur, et la substance ainsi formée tend à se désagréger en une poudre pyrophorique.
EuropiumL'europium est un élément chimique, de symbole Eu et de numéro atomique 63. L'europium est le plus réactif des éléments des terres rares. Il s'oxyde rapidement à l'air, pour donner du trioxyde d'europium selon la réaction : Sa réaction à l'eau est comparable à celle du calcium 20Ca lorsqu'il réagit avec l'eau : Il est aisément soluble dans l'acide sulfurique : Comme les autres terres rares (à l'exception du lanthane 57La), l'europium brûle dans l'air à environ . Il est aussi dur que le plomb et assez ductile.
SamariumLe samarium est l'élément chimique de numéro atomique 62, de symbole Sm. Il appartient au groupe des lanthanides (inclus dans les terres rares). Le corps simple samarium est un métal. Le samarium est un métal rare sur la Terre. Il est de couleur argentée, relativement stable à l'air libre et s'enflamme spontanément à . Trois modifications de la structure du métal existent notamment à et . Le samarium est découvert par spectroscopie en 1853 par le chimiste suisse Jean Charles Galissard de Marignac, par l'observation de ses fines raies d'absorption dans le didyme.
Couche électroniquevignette vignette|Modèle de Bohr d'un atome à trois couches électroniques. En chimie et en physique atomique, une couche électronique d'un atome est l'ensemble des orbitales atomiques partageant un même nombre quantique principal n ; les orbitales partageant en plus un même nombre quantique azimutal l forment une sous-couche électronique.
YttriumL’yttrium est l'élément chimique de numéro atomique 39, de symbole Y. L'yttrium est un élément de transition d'apparence métallique, qui possède un comportement chimique proche de celui des lanthanides, et classé historiquement parmi les terres rares, avec le scandium et les lanthanides. Dans la nature, il ne se rencontre jamais à l'état natif, mais le plus souvent combiné avec des lanthanides dans des minerais de terres-rares. Son seul isotope stable est 89Y. C'est également le seul isotope naturel.
ErbiumL'erbium est un élément chimique de symbole Er et de numéro atomique 68. L'erbium constitue un métal du groupe des terres rares. Comme la plupart des autres lanthanides, il est de couleur gris argent, malléable et ductile à température ambiante. Il s'oxyde peu dans l'air sec. L'appellation erbium, provient de l'endroit, Ytterby près de Stockholm en Suède, où l'on a découvert le minerai dans lequel ont également été identifiées plusieurs autres terres rares. Les éléments chimiques yttrium, terbium et ytterbium partagent la même étymologie.
Configuration électroniqueredresse=1.6|vignette|Planche synthétisant la règle de Klechkowski (en haut à gauche) de remplissage des sous-couches électroniques ; en haut la géométrie des quatre types d'orbitales atomiques ; au centre la géométrie de quelques orbitales moléculaires ; en bas le nombre maximum d'électrons pouvant occuper les atomiques connues à l'état fondamental.
LanthanideLes lanthanides sont une famille du tableau périodique comprenant les allant du lanthane () au lutécium (). Avec le scandium et l'yttrium, ces éléments font partie des terres rares. Ils tirent leur nom du lanthane, premier de la famille, en raison de leurs propriétés chimiques très semblables à ce dernier, du moins pour les plus légers d'entre eux. On les désigne parfois sous le symbole chimique collectif Ln, qui représente alors n'importe quel lanthanide. Ce sont tous des éléments du , hormis le lutécium, qui appartient au .
LanthaneLe lanthane est un élément chimique, de symbole La et de numéro atomique 57. 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. 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.
StrontiumLe strontium est l'élément chimique de numéro atomique 38, de symbole Sr. Le strontium, comme le calcium, est un alcalino-terreux. Il est mou, malléable, gris-jaune. Au contact avec l'air, il forme un film d'oxyde protecteur (passivation). Il s'enflamme et brûle facilement dans l'air et réagit avec l'eau. Le strontium est isolé par Sir Humphry Davy (Angleterre) en 1808 après que son oxyde a été identifié dans le minerai d'une mine d'Écosse près de Strontian, la strontianite SrCO3 en 1790 par Thomas Charles Hope.
Échangeur d'ionsLes échangeurs d'ions sont des macromolécules insolubles (résine) comportant des groupements ionisables ayant la propriété d'échanger de façon réversible certains de leurs ions au contact d'autres ions provenant d'une solution. thumb|Système d'échangeur d'ions thumb|Résine échangeuse d'ions Le principe des systèmes échangeurs d'ions consiste à échanger le cation central d'un complexe pour en former un autre, dont la stabilité dépend des conditions opératoires (concentration, numéro atomique de l'élément).
TerbiumLe terbium est un élément chimique, de symbole Tb et de numéro atomique 65. C'est un métal gris argenté de la famille des lanthanides appartenant au groupe des terres rares. L'appellation terbium, provient de l'endroit, Ytterby près de Stockholm en Suède, où l'on a découvert le minerai dans lequel ont également été identifiées plusieurs autres terres rares. Les éléments chimiques yttrium, erbium et ytterbium partagent la même étymologie. On extrait aujourd'hui le terbium du sable de monazite (teneur d'environ 0,03 %) comme beaucoup d'autres lanthanides.
NéodymeLe néodyme est un élément chimique, de symbole Nd et de numéro atomique 60. C'est un métal gris argent du groupe des terres rares. Il fait partie de la famille des lanthanides. À température ambiante, il est ductile, malléable et s'oxyde rapidement à l'air. Son nom vient des mots grecs νεός (neós) et δίδυμος (dídymos) signifiant respectivement « nouveau » et « jumeau ». En effet, les chimistes ont longtemps cru que le mélange d'oxyde de praséodyme-néodyme était un corps simple jusqu'à ce que Carl Auer von Welsbach les séparât en 1886.
ThuliumLe thulium est un élément chimique de symbole Tm et de numéro atomique 69. Le thulium est un métal du groupe des terres rares. Comme les autres lanthanides, il est malléable et ductile à la température ambiante. Il s'oxyde peu dans l'air sec. Son nom dérive du grec « Thule », ce qui signifie « pays nordique ». Il s'agit de l'ancienne dénomination de la Scandinavie, où l'on a trouvé la gadolinite, minerai dans lequel Per Theodor Cleve l'a découvert en 1879, en même temps que l'holmium.
HolmiumL'holmium est l'élément chimique de numéro atomique 67, de symbole Ho. L'holmium est un métal du groupe des terres rares. Comme les autres lanthanides, il est malléable et ductile à température ambiante, s'oxyde lentement dans l'air sec mais rapidement dans l'air humide. Le nom de cet élément provient de la latinisation après aphérèse du toponyme Stockholm, ville natale de son découvreur Per Thodor Cleve. Il est extrait, comme la plupart des terres rares, de la monazite qui en contient environ 0,05 % vignette|gauche|Échantillon d'holmium.
Métal alcalino-terreuxLes métaux alcalino-terreux (ou alcalinoterreux) sont les six éléments chimiques du du tableau périodique : béryllium 4Be, magnésium 12Mg, calcium 20Ca, strontium 38Sr, baryum 56Ba et radium 88Ra. Leurs propriétés sont très semblables : ils sont blanc argenté, brillants, et chimiquement assez réactifs à température et pression ambiantes. Leur configuration électronique contient une sous-couche s saturée avec deux électrons, qu'ils perdent facilement pour former un cation divalent (état d'oxydation +2).
DopantA dopant (also called a doping agent) is a trace of impurity element that is introduced into a chemical material to alter its original electrical or optical properties. The amount of dopant necessary to cause changes is typically very low. When doped into crystalline substances, the dopant's atoms get incorporated into its crystal lattice. The crystalline materials are frequently either crystals of a semiconductor such as silicon and germanium for use in solid-state electronics, or transparent crystals for use in the production of various laser types; however, in some cases of the latter, noncrystalline substances such as glass can also be doped with impurities.
