Лантан

Лантан (лат. lanthanum; La) — элементтердің периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы химиялық элемент, атомдық номері 57, ат. м. 138,9055, сирек кездесетін элементтерге жатады. Лантанның табиғи екі изотопы бар: ¹³⁹La (99,911%) және радиоактивті ¹³⁸La (0,089%; Т1/2 1•10¹¹ жыл).

57 Барий ← Лантан → Церий La ↓ Ас Периодическая система элементов 57La
Жай заттың сыртқы бейнесі
күміс-ақ металл
Атом қасиеті
Атауы, символ, нөмірі	Лантан, 57
Топ типі	Лантаноидтар
Топ, период, блок	ІІІ, 6, f
Атомдық масса (молярлық масса)	138.90547(7) м. а. б. (г/моль)
Электрондық конфигурация	[Xe] 5d16s2
Қабықшалар бойынша электрондар	2, 8, 18, 18, 9, 2
Атом радиусы	187 пм
Химиялық қасиеттері
Ковалентті радиус	207±8 пм
Ион радиусы	101.(+3e) 6 пм
Электртерістілігі	1,10 (Полинг шкаласы)
Электродты потенциал	La←La3+ -2,38В
Тотығу дәрежелері	0, +1, +2, +3 ( қатты негізгі оксид)
Иондалу энергиясы	1-ші: 538.1 кДж/моль (эВ) 2-ші: 1067 кДж/моль (эВ) 3-ші: 1850.3 кДж/моль (эВ)
Жай заттың термодинамикалық қасиеттері
Термодинамикалық фаза	Қатты дене
Тығыздық (қ.ж.)	6.162-6.18 (альфа модификациясы) г/см³
Балқу температурасы	1193 K
Қайнау температурасы	3447-3469 K
Балқу жылуы	8,5 кДж/моль
Булану жылуы	402 кДж/моль
Молярлық жылусыйымдылық	27,11 Дж/(K·моль)
Молярлық көлем	22,5 см³/моль
Қаныққан бу қысымы P (Па) 1 10 100 1000 10 000 100 000 T (К) 2005 2208 2458 2772 3178 3726
Жай заттың кристаллдық торы
Тор құрылымы	Алтыбұрышты
Тор параметрлері	a=3,772 c=12,14 Å
c/a қатынас	3,22
Дебай температурасы	132 K
Басқа да қасиеттері
Жылуөткізгіштік	(300 K) 13,4 Вт/(м·К)
Юнг модульі	α формасы: 36,6 ГПа
Жылжу модульі	α формасы: 14,3 ГПа
Пуассон коэффициенті	α формасы: 0,280
Моос қаттылығы	2.5
Виккерс қаттылығы	360–1750 МПа
Бринеллий қаттылығы	350–400 МПа
CAS нөмірі	7439-91-0

Лантан La

Лантанды 1839 ж. швед химигі К.Мосандер (1797 — 1858) лантан “топырағы” — La₂О₃ түрінде ашқан. Жылтыр, ақ түсті металл, тығыздығы 6,162 г/см³, балқу t 920 °С, қайнау t 3470 °С. Тотығу дәрежесі +3. Лантан ылғал ауада тотығады, бөлме температурасында су және тұз, азот, күкірт қышқылдарымен, 200 °С-тан жоғары температурада галогендермен әрекеттеседі. Лантан никелі бар геттер қорытпаларының негізі ретінде алюминийлі және т.б. қорытпаларға легирлеуші қоспа ретінде пайдаланылады.

Сондай-ақ, ол болаттың коррозияға беріктігін және ыстыққа төзімділік қасиетін арттыруға қолданатын мишмиталл құрамдасы. Негізгі минералдары: монацит (Ce, La...)PO₄, бастнезит (Ce, La...)FCO₃. Лантанның қосылыстары LaCrO₃ — жоғары температуралы электрөткізгіш керамикалық бұйымдар құрамына, La₂О₃ — оптикалық шынылардың құрамына кіреді, ал LaF₃, La₂О₃ — лазерлік қасиеті бар заттар ретінде қолданылады.

Табиғатта кездесуі

Лантан, церий және неодиммен бірге сирек кездесетін жер элементтерінің ең көп таралған бірі болып табылады. Жер қыртысындағы лантанның мөлшері шамамен 2,9 · 10−3% салмағы бойынша, теңіз суында — шамамен 2,9 · 10−6 мг/л. Лантанның негізгі өнеркәсіптік минералдары - монацит, бастнезит, апатит және лопарит. Бұл минералдарға басқа да сирек жер элементтері кіреді.

Тарих

Лантан химиялық элемент ретінде 36 жыл бойы ашыла алмады. 1803 жылы 24 жастағы швед химигі Дженс Якоб Берцелиус қазір царит деген атпен белгілі минералды зерттеді. Бұл минералда иттрий жері және иттрий жеріне өте ұқсас тағы бір сирек жер табылды. Ол цериева деп аталды. 1826 жылы, Карл Мосандер церий жерін зерттеп, оның гетерогенді екенін, оның құрамында церийден басқа тағы бір жаңа элемент бар деген қорытындыға келді. Мозандер церий жерінің күрделілігін тек 1839 жылы дәлелдей алды. Ол цериттің көп мөлшері болған кезде жаңа элементті бөліп көрсете алды.