Chimia de contracție a lantanei

Contracția lantanoidă, denumită și contracție lantanidă, în chimie, scăderea constantă a dimensiunii atomilor și ionilor elementelor de pământ rare, cu creșterea numărului atomic de la lantan (numărul atomic 57) până la lutetiu (numărul atomic 71). Pentru fiecare atom consecutiv, sarcina nucleară este mai pozitivă cu o unitate, însoțită de o creștere corespunzătoare a numărului de electroni prezenți în orbitalele 4f care înconjoară nucleul. Electronii 4f se protejează foarte imperfect reciproc de sarcina pozitivă crescută a nucleului, astfel încât sarcina nucleară eficientă care atrage fiecare electron crește constant prin elementele lantanoide, ceea ce duce la reduceri succesive ale razelor atomice și ionice. Ionul lantan, La ^{3 +}, are o rază de 1.061 angstromi, în timp ce ionul de lutetiu cel mai greu, Lu ^{3 +}, are o rază de 0,850 angstrom. Deoarece contracția lantanoidă menține acești ioni rare de pământ aproximativ la aceeași dimensiune și pentru că toate prezintă în general starea de oxidare +3, proprietățile lor chimice sunt foarte similare, cu rezultatul că cel puțin cantități mici din fiecare sunt prezente de obicei în fiecare pământ rar mineral. Contracția lantanoidă este, de asemenea, un factor foarte semnificativ în asemănarea chimică extrem de strânsă a zirconiului (număr atomic 40) și a hafniumului (numărul atomic 72) din grupul IVb din tabelul periodic. Din cauza contracției lantanoide, hafniul mai greu, care urmărește imediat lantanoizii, are o rază aproape identică cu zirconiul mai ușor.