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ELM Élément n° 57 sur 118

Lanthane (La)

Le lanthane est le premier des lanthanides par numéro atomique, mais il reste souvent mêlé à d’autres terres rares dans les minerais. Ses composés interviennent notamment dans certains verres optiques, tandis que ses alliages ont des usages plus spécialisés.

Par Claire Delmas · Mis à jour le

Fiche d’identité du lanthane

Numéro atomique (Z)
57
Symbole
La
Masse atomique
138,90547 u
Masse molaire
138,90547 g/mol
Famille
Lanthanides
Période · groupe · bloc
6 · aucun (bloc f) · f
Configuration électronique
[Xe] 6s² 5d¹
État à 20 °C
solide
Température de fusion
917,85 °C (1 191 K)
Température d’ébullition
3 463,85 °C (3 737 K)
Masse volumique
6,15 g/cm³
Électronégativité (Pauling)
1,1
Rayon atomique (van der Waals)
240 pm
1re énergie d’ionisation
5,577 eV
Affinité électronique
0,5 eV
États d’oxydation
+3
Découverte
1839, par Carl Gustaf Mosander
Nom tiré de
dissimulation
Abondance dans la croûte terrestre
39 mg/kg
Abondance dans l’eau de mer
3,4 × 10⁻⁶ mg/L
Numéro CAS
7439-91-0
Lanthane : période 6, ligne des lanthanides, famille des lanthanides.
La
Électrons par couche : 2 · 8 · 18 · 18 · 9 · 2

Le lanthane est un métal dont les applications passent souvent par ses composés plutôt que par le métal pur. Sa place parmi les terres rares explique à la fois ses ressemblances avec des éléments voisins et la difficulté de l’isoler. Des minerais à la fabrication de verres et d’alliages, voici les principaux repères pour situer cet élément dans la chimie et l’industrie.

Où trouve-t-on le lanthane ?

Dans la nature, le lanthane est présent dans des minerais qui contiennent aussi d’autres terres rares. La monazite, un phosphate, et la bastnäsite, un fluorocarbonate, comptent parmi les minerais concernés. Il ne s’agit donc généralement pas d’extraire un métal pur directement d’un gisement : il faut d’abord traiter le minerai, puis séparer les différents éléments. L’Élémentarium de la Société chimique de France décrit cette présence dans des minerais associés et le traitement des terres rares.

Le lanthane est le premier élément de la famille des lanthanides, dont les membres ont des propriétés chimiques proches. Cette proximité rend leur séparation délicate : après la mise en solution des éléments du minerai, des procédés de séparation sont nécessaires pour isoler les fractions contenant le lanthane des autres terres rares.

Sa découverte est attribuée au chimiste suédois Carl Gustaf Mosander, qui l’a isolé sous forme d’oxyde en 1839. Son nom vient du grec ancien lanthanein, « être caché » : l’élément était resté dissimulé dans un échantillon d’oxyde de cérium, selon la fiche de l’Élémentarium.

Que révèlent sa place et sa réactivité ?

Le lanthane a le symbole La et le numéro atomique 57. Dans le tableau périodique, il appartient à la période 6 et au bloc f. Sa configuration électronique est [Xe]6s² 5d¹. Il forme principalement des ions à l’état d’oxydation +3, comme d’autres lanthanides. Cette ressemblance chimique aide à comprendre pourquoi il se trouve dans les mêmes minerais que ses voisins, mais complique aussi leur séparation.

À température ambiante, le lanthane est un solide métallique. Sa masse atomique est de 138,90547 u, une valeur qui décrit la moyenne pondérée des masses de ses isotopes naturels selon leur abondance. La fiche de la Commission des abondances isotopiques et des poids atomiques de l’IUPAC donne la masse atomique standard du lanthane. La fiche d’identité affichée avec ces informations fournit également sa masse molaire, exprimée en grammes par mole.

À quoi servent le lanthane et ses composés ?

L’oxyde de lanthane, de formule La₂O₃, est employé dans certains verres optiques spéciaux. Il peut améliorer des propriétés utiles à la fabrication de verres pour lentilles. L’Élémentarium indique également des usages comme catalyseur et composant de batteries, tandis que des alliages contenant du lanthane sont étudiés ou utilisés pour des fonctions précises.

Le lanthane entre aussi dans la composition du mischmétal, un alliage de plusieurs terres rares employé dans les pierres à briquet. La Société chimique de France décrit ce mélange et indique que le lanthane en représente environ un quart dans la composition qu’elle rapporte. Cette proportion concerne le mischmétal décrit par la source, et non toutes les pierres à briquet ni toutes les formulations commerciales.

Des composés de lanthane ont aussi été utilisés dans les éclairages à arc de carbone, notamment pour l’éclairage de studios et la projection cinématographique, selon le programme de vulgarisation scientifique Jefferson Lab. Ces lampes constituent un usage historique ou spécialisé, distinct des applications du lanthane dans les verres et les alliages.

Le lanthane est-il une terre rare rare ?

L’appellation « terre rare » désigne une famille chimique et ne signifie pas que chaque élément soit extrêmement rare dans la croûte terrestre. Le lanthane y est présent, mais son exploitation dépend de la présence de minerais adaptés et de la possibilité de séparer efficacement les terres rares. Les difficultés industrielles tiennent donc autant à la concentration et à la composition des minerais qu’à la seule abondance naturelle.

Le lanthane naturel est constitué principalement de lanthane 139, accompagné d’une faible proportion de lanthane 138, d’après les données d’identité fournies. Pour les risques liés à une manipulation, il faut distinguer le métal, les poussières et les différents composés : les précautions dépendent de la substance et de sa forme. Une formule chimique commune ne suffit pas à établir que toutes les préparations présentent les mêmes dangers.

Isotopes naturels du lanthane

IsotopeMasse (u)Abondance naturelleStabilité
¹³⁸La137,9071149(37)0,0888 %radioactif
¹³⁹La138,9063563(24)99,9112 %stable

61 isotopes du lanthane sont connus, dont 1 stable. Données : NIST et AMDC (AIEA), via PubChem.

Questions fréquentes

Quelle est la masse molaire du lanthane ?

La masse molaire du lanthane est de 138,90547 g/mol, d’après la masse atomique standard de 138,90547 u retenue par l’IUPAC (CIAAW). Une mole d’atomes de lanthane pèse donc environ 138,90547 grammes.

Quel est le numéro atomique du lanthane ?

Le numéro atomique du lanthane est 57 : son noyau compte 57 protons, et l’atome neutre autant d’électrons. Son symbole chimique est La.

Quelle est la configuration électronique du lanthane ?

La configuration électronique du lanthane est [Xe] 6s² 5d¹, soit 2, 8, 18, 18, 9, 2 électrons répartis de la première à la dernière couche. Le lanthane appartient au bloc f du tableau périodique.

Le lanthane est-il un métal ou une terre rare ?

Le lanthane est un métal et un élément chimique de numéro atomique 57. Il appartient aux lanthanides, une famille souvent appelée « terres rares ». Ces termes ne s’opposent pas : « métal » décrit sa nature, tandis que « lanthanide » indique sa famille dans le tableau périodique.

Pourquoi le lanthane est-il difficile à séparer des autres terres rares ?

Les lanthanides ont des propriétés chimiques proches et se trouvent souvent réunis dans les mêmes minerais. Après le traitement du minerai, il faut donc séparer des éléments qui se comportent de manière similaire. La séparation nécessite des procédés spécifiques et intervient dans la production de lanthane isolé ou de ses composés.

Le lanthane est-il utilisé dans les pierres à briquet ?

Oui, il peut entrer dans le mischmétal, un alliage de plusieurs terres rares utilisé pour fabriquer les pierres à briquet. La part de lanthane dépend de la composition de l’alliage considéré : une proportion donnée pour un mischmétal ne doit pas être généralisée à toutes les pierres à briquet.

Sources des données

Valeurs relevées le 3 octobre 2026. Températures et masses volumiques à pression atmosphérique ; une valeur « non mesuré » n’est pas connue expérimentalement.