Кусочки лантана в пробирке
| Лантан(La) | |
|---|---|
| Атомный номер | 57 |
| Внешний вид простого вещества | мягкий, ковкий, вязкий металл серебристо-белого цвета |
| Свойства атома | |
| Атомная масса (молярная масса) |
138.9055 а. е. м. (г/моль) |
| Радиус атома | 187 пм |
| Энергия ионизации (первый электрон) |
541.1(5.61) кДж/моль (эВ) |
| Электронная конфигурация | [Xe] 5d1 6s2 |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 169 пм |
| Радиус иона | 101.(+3e) 6 пм |
| Электроотрицательность (по Полингу) |
1.10 |
| Электродный потенциал | La←La3+ -2.38В |
| Степени окисления | 3 |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность | 6.162 г/см³ |
| Удельная теплоёмкость | 0.197 Дж/(K·моль) |
| Теплопроводность | 13.4 Вт/(м·K) |
| Температура плавления | 1194 K |
| Теплота плавления | 8.5 кДж/моль |
| Температура кипения | 3730 K |
| Теплота испарения | 402 кДж/моль |
| Молярный объём | 22.5 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | гексагональная |
| Период решётки | 3.750 Å |
| Отношение c/a | 1.619 |
| Температура Дебая | 132.00 K |
История[]
Берцелиуса Мозандера, в 1826 году пришел к заключению, что в цериевой земле помимо церия содержится окисел другого неизвестного элемента. Когда в его распоряжении оказалось большее количество церита, Мозандер сумел выделить новый элемент.
Происхождение названия[]
Лантан, как химический элемент, не удавалось открыть на протяжении 36 лет. В 1803 г. 24-летний шведский химик Йене Якоб Берцелиус исследовал минерал, известный теперь под названием церита. В этом минерале была обнаружена иттриевая земля и еще одна редкая земля, очень похожая на иттриевую. Ее назвали цериевой. В 1826 г. Карл Мозандер исследовал цериевую землю и заключил, что она неоднородна, что в ней, помимо церия, содержится еще один новый элемент. Доказать сложность цериевой земли Мозандеру удалось лишь в 1839 г. Новый элемент, обнаруженный в церите и мозандерите, по предложению Берцелиуса назвали лантаном. Оно было дано в честь истории его открытия и происходит от греческого lanthanein — «скрываться», «таиться».
Получение[]
Получение лантана связано с разделением исходного сырья на фракции. Лантан концентрируется вместе с цезием, празеодимом и неодимом. Сначала из смеси отделяют церий, затем оставшиеся элементы разделяют экстракцией.
Цены[]
Цены на металлический лантан чистотой 99-99,9 составляют около 15-30 долл за 1 кг. [1]
Применение[]
Производство стекла[]
Оксид лантана (от 5 до 40 %) применяется для варки оптического стекла (лантановое стекло), для изготовления линз и призм используемых в кино и фотоаппаратуре, а также для астрономических целей.
Производство керамических электронагревателей[]
Хромит лантана легированный кальцием, стронцием, магнием, используется для производства высокотемпературных печных нагревателей (температура плавления ― 2453 °C, раб.темп. около 1780 градусов в атмосфере кислорода). С ростом температуры электросопротивление хромита лантана резко уменьшается. Коэффициент термического расширения хромита лантана очень низкий и это предопределяет долговечность электронагревателей.
Высокотемпературная сверхпроводимость[]
Оксид лантана применяется для синтеза высокотемпературных сверхпроводников на основе оксидов лантана, иттрия, бария, стронция, меди и др.
Металлотермия[]
Изредка лантан применяют в металлотермии для восстановления редких элементов.
Специальные покрытия стекла[]
На основе соединений лантана производятся покрытия для оконного стекла позволяющие понижать температуру в помещении на 5-7 градусов.
Термоэлектрические материалы[]
Монотеллурид лантана имеет очень высокую термо-э.д.с (834 мкВ/К) и применяется в термоэлектрогенераторах с высоким кпд.
Производство металлогидридных накопителей водорода[]
Лантан-никелевый гидрид широко употребляется как емкий аккумулятор водорода (металлогидридное хранение водорода) для автомобилей.
Ядерная энергетика[]
Совершенно исключительное значение металлический лантан высокой чистоты имеет в атомной промышленности, и конкретно в технологии переработки ядерного топлива с целью извлечения плутония. В расплавленный металлический уран имеющий в качестве примеси металлический плутоний, вмешивают расплавленный лантан. Расплавленный лантан полностью извлекает изотопы плутония из основной массы урана в сплав и всплывает над ураном не смешиваясь с ним. Полученный сплав сливают и перерабатывают методами химической технологии. Можно утверждать, что лантан держит на своих «плечах» производство ядерного оружия.
Электроника[]
В последние годы в значительной степени возрос интерес к молибдату лантана, обладающему высокой проводимостью.
Гексаборид лантана используется для производства автоэмиссионных катодов.
Химические источники тока[]
Весьма значительный интерес промышленности и электроники вызывают производство и исследования в области аккумуляторов с твёрдым электролитом. В этой области очень большое значение приобрёл фторид лантана в качестве электролита и с металлическим лантаном в качестве анода, катодом обычно является фторид висмута, свинца или меди. Привлекательная сторона таких источников тока — это очень высокая удельная энергоёмкость по объёму (3000 Вт·ч/дм³, практически достигнутая — 1500—2300 Вт·ч/дм³), длительный срок сохранности энергии, прочность, долговечность; в этой связи многие ведущие специалисты видят в них альтернативу любым другим видам аккумуляторов.
Биологическая роль[]
В середине 30-х годов советский ученый А. А. Дробков исследовал влияние редких земель на разные растения. Он экспериментировал с горохом, репой и другими культурами, вводил редкие земли вместе с бором, марганцем или без них. Результаты опытов говорили, что редкие земли нужны для нормального развития растений... Но прошла четверть века, прежде чем эти элементы стали относительно доступны. Окончательный ответ на вопрос о биологической роли лантана предстоит ещё дать.
Примечания[]
Ссылки[]
|
Лантан на Викискладе? |
|---|
|
Это незавершённая статья о химическом элементе. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Лантан. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .