Лантан

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
57 - ← ЛантанЦерий Ce
-

La

Ac
Външен вид
сребърно-бял сребърно-бял
Общи данни
Име, символ, № Лантан, La, 57
Химическа серия Лантанид
Група, период, блок -, 6, f
Свойства на атома
Атомна маса 138,9055 u
Атомен радиус 195 pm
Ковалентен радиус 169 pm
Радиус на ван дер Ваалс pm
Електронна конфигурация [Xe]5d16s2
e- на енергийно ниво 2,8,18,18,9,2
Оксидационни с-ния (оксид) 3 (La2O3)
Кристална структура хексагонална
Физични свойства
Агрегатно състояние Твърдо вещество
Плътност 6162 kg/m³
Температура на топене 1193 K (920 °C)
Температура на кипене 3730 K (3457 °C)
Моларен обем 22,39х10-6 m³/mol
Специф. топлина на топене 6,2 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение 414 kJ/mol
Скорост на звука 2475 m/s при 293,15 K
Други
Електроотрицателност 1,1 (скала на Полинг)
Специф. топлинен капацитет 190 J/(kg·K)
Специф. електропроводимост 1,26х106 S/m
Топлопроводимост 13,5 W/(m·K)
Йонизационен потенциал 538,1 kJ/mol

Лантан е химичен елемент от периодичната система със символ La и атомен номер 57. Лантанът принадлежи към групата на лантанидите, чието име е дал. Елементът принадлежи към редкоземните метали.

История[редактиране | edit source]

Лантанът от гръцки λαυθάυειυ, "скрит") е открит през 1839 от Карл Густав Мозандер. Той получил лантанов сулфат чрез разделителна кристализация от цериев нитрат, погрешно смятан за чист. В чиста форма лантанът бил получен едва през 1923 г.[1]

Находища[редактиране | edit source]

В природата лантанът се среща само в съединения с други лантаниди в различни минерали. Най-важни от тях са:

Получаване[редактиране | edit source]

След отстраняването на останалите лантаниди, оксидът се превръща в лантанов флуорид с помощта на флуороводород. Накрая се редуцира с калций до лантан със съпътстващ продукт калциев флуорид. Отделянето на калциевите остатъци и примеси се извършва чрез допълнително претопяване във вакуум.

Свойства[редактиране | edit source]

Лантан

Лантанът е сребърно-бял, ковък и пластичен, блестящ метал с хексагонална кристална решетка (при стайна температура). В зависимост от температурата, кристалната решетка се променя и съществуват още две полиморфни модификации на лантана.

Химични свойства[редактиране | edit source]

Лантанът реагира с кислорода във въздуха до лантанов оксид, който реагира с вода и се преобразува в лантанов хидроксид.

\mathrm{2\,La + 3\,O_2 \rightarrow \,La_2O_3\ _{\overrightarrow{\mathrm{2\,H_2O}}}\ 2\,La(OH)_3}


При температура над 440 0С лантанът се окислява до лантанов оксид (La2O3. Под въздействието на водород протича химична реакция, в студена вода — бавна, в гореща — бърза, до образуването на хидроксид.

\mathrm{2\,La + 6\,H_2O \rightarrow 2\,La(OH)_3 + 3\,H_2}


Лантанът се разтваря в разредени киселини, като при реакцията се отделя водород.

\mathrm{2\,La + 3\,H_2SO_4 \rightarrow La_2(SO_4)_3 + 3\,H_2}


С много елементи лантанът реагира директно при загряване, а с халогените — и при нормална температура. С водорода образува черен, чувствителен към вода, нестехиометричен хидрид.

\mathrm{La + n\,H_2 \rightarrow LaH_{2n}; 1 < n < 1,5}

Употреба[редактиране | edit source]

Лантанът се използва като компонент на метални сплави. Запалващите материали в запалителните свещи съдържат 25 до 45% лантан. Намира приложение като редуциращо средство в металургията. Като съставна част на чугуна подпомага образуването на сферичен графит. Като сплавна съставка допринася за подобряването на оксидационната устойчивост. Лантановите примеси променят твърдостта и температурната устойчивост на молибден.

Катализаторите на фракции от петрол и бензин съдържат лантан. Но количествата вложени в тях са намаляващи. Висококачествените катоди за запалване със свободни електрони са изградени от лантанов хексаборид (LaB6) като заместител на волфрамовата тел.

Сплави[редактиране | edit source]

Кобалт-лантановата сплав (LaCo5) се използва като магнитен материал, обогатеният с лантан бариев титанат се употребява при производството на терморезистори (температурно независими съпротивления). В сплав с кобалт, желязо, манган и стронций се използва при производството на катоди за високотемпературни горивни клетки. Лантан-никеловите примеси (LaNi5) намират приложение като водородни хранилища в никелово-металхидридните акумулатори.

От сплавта на лантан с титан се произвеждат медицински инструменти, които са устойчиви на корозия и лесно се стерилизират.

Лантанов оксид[редактиране | edit source]

  • Производство на стъкла с висока устойчивост, които същевременно са с нисък коефициент на пречупване на светлината и се използват за направата на камери, лещи за телескопи и стъкла за очила.
  • Производство на кристал и порцеланови покрития. Съединението замества отровните оловни съединения, като същевременно подобрява химическата устойчивост (подобряване на устойчивостта на действието на основи).
  • Производство на керамични корпуси за кондензатори и стъкла, несъдържащи силикати
  • Съставна част на материалите за полиране на стъкла
  • Производство на нажежаеми електроди за електронни лампи

Лантанов карбонат[редактиране | edit source]

Медикаменти за намаляване на фосфатните нива при пациенти на диализа.

Мерки за безопасност[редактиране | edit source]

Лантанът е определен като слабо токсичен. Токсична доза досега не е позната. Но лантанът на прах е определен като силно разяждащ, защото реагира лесно с влажността на кожата при допир и се превръща в лантанов хидроксид (сходен е с елементите калций и стронций). Смъртоносната доза за плъховете е 720 мг.

Съединения[редактиране | edit source]

В съединения лантанът проявява La3+ валентност

Изотопи[редактиране | edit source]

Изотопи
Изотоп Честота Период на
полуразпад
Тип
разпад
Енергия на
разпада
МeV
Продукт на
разпада
La135 синт. 19,5 часа ε 1,200 Ba135
La136 синт. 9.87 мин ε 2,870 Ba136
La137 синт. 60.000 год ε 0,600 Ba137
La138 0.09% 1,05x1011 г ε 1,737 Ba138
β- 1,044 Ce138
La139 99.91% стабилен
La140 синт. 1,6731 дни β- 3,762 Ce140
La141 синт. 3,92 часа β- 2,502 Ce141

Източници[редактиране | edit source]

  1. Patnaik, Pradyot (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. pp. 444–446. ISBN 0070494398

В интернет[редактиране | edit source]

WebElements.com - Лантан

Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното Лиценз за свободна документация на ГНУ Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „lanthan“ в Уикипедия на немски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година — от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите.