Lantán

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
57 báriumlantáncérium
-

La

Ac
Általános
Név, vegyjel, rendszám lantán, La, 57
Elemi sorozat lantanoidák
Csoport, periódus, mező 3, 6, f
Megjelenés ezüstfehér
La,57.jpg
Atomtömeg 138,90547(7) g/mol[1]
Elektronszerkezet [Xe] 5d1 6s2
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 18, 9, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) 6,162 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on 5,94 g/cm³
Olvadáspont 1193 K
(920 °C, 1688 °F)
Forráspont 3737 K
(3464 °C, 6267 °F)
Olvadáshő\Delta_{fus}{H}^\ominus 6,20 kJ/mol
Párolgáshő \Delta_{vap}{H}^\ominus 402,1 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 27,11 J/(mol·K)
Gőznyomás (extrapolált)
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K 2005 2208 2458 2772 3178 3726
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet hexagonális
Oxidációs szám 3, 2
(erősen bázikus oxid)
Elektronegativitás 1,10 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 538,1 kJ/mol
2.: 1067 kJ/mol
3.: 1850,3 kJ/mol
Atomsugár 187 pm
Kovalens sugár 207±8 pm
Egyebek
Mágnesség paramágneses[2]
Elektromos ellenállás (sz.h.) (α-módosulat)
615 nΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) 13,4 W/(m·K)
Hőtágulási tényező (sz.h.) (α-módosulat)
12,1 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (20 °C) 2475 m/s
Young-modulus (α-módosulat) 36,6 GPa
Nyírási modulus (α-módosulat) 14,3 GPa
Kompressziós modulus (α-módosulat) 27,9 GPa
Poisson-tényező (α-módosulat) 0,280
Mohs-keménység 2,5
Vickers-keménység 491 MPa
Brinell-keménység 363 HB
CAS-szám 7439-91-0
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A lantán izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
137La mest. 6·104 év ε 0,600 137Ba
138La 0,09% 1,05·1011 év ε 1,737 138Ba
β 1,044 138Ce
139La 99,91% La stabil 82 neutronnal
Hivatkozások

A lantán a periódusos rendszer 57-es rendszámú eleme, vegyjele La, nyelvújításkori neve latany[3]. Ezüstös színű fém, a lantanidák közé tartozik. A természetben elsősorban ritkaföldfémekkel (pl. cériummal alkotott ásványokban található meg. Képlékeny, könnyen megmunkálható fém, de a szabad levegőn gyorsan oxidálódik. Az iparban monacit és bastnasit ásványokból nyerik ki soklépcsős eljárás során. A lantán vegyületeit számos területen felhasználják, például katalizátorként, adalékanyagként üvegben, szcintillátorként, öngyújtók gyújtószerkezetében stb. A lantán-karbonátot veseelégtelenség kezelésére alkalmazták.

Története, előfordulása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A cériumföldben találta meg Mosander 1843-ban és fémes alakban is előállította. Együtt fordul elő a ritkaföldfémekkel; a cerit nevű ásvány kalcium- és vastartalmú ritkaföldfém-szilikát. A monacit (CePO4) is mindig tartalmaz lantánt. Bár önálló lantánásvány nincs, mégsem tartozik a ritka elemek közé, az ólomnál gyakoribb.

Előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Elektrolitikus úton állítják elő.

\mathrm{2\ LaCl_3 \rightarrow 2\ La + 3\ Cl_2}

Tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Fizikai tulajdonságok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Fehér, közepes fajsúlyú, nyújtható fém, amely szobahőmérsékleten hatszöges kristályokba rendeződik, de rétegei illeszkedésének sorrendje más, így a c-tengely kétszeres hosszúságú. Könnyen oxidálódik (egy centiméteres nagyságrendű minta egy éven belül teljesen eloxidálódik), ezért tiszta formában csak kutatási céllal használják.

Kémiai tulajdonságok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A lantán két oxidációs számmal rendelkezik: +2, +3. Ezek közül a +3-as állapota a stabilabb. Például a LaH3 stabilabb a LaH2-nél. A lantán már 150 °C-on elég, lantán(III)-oxidot képezve:

\mathrm{4\ La + 3\ O_2 \rightarrow 2\ La_2O_3}

Szobahőmérsékleten azonban a levegőben lévő pára is részt vesz a reakcióban, és hidratált oxid keletkezik, miközben a térfogata jelentősen megnő.

Nitrogénben vagy ammóniában hevítve nitridet ad.

Rendkívül elektropozitív elem, hideg vízzel lassan, meleg vízzel viszont nagyon gyorsan reakcióba lép, és lantán-hidroxidot képez:

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

200 °C fölött minden halogénnel élénken reagál:

\mathrm{2\ La + 3\ F_2 \rightarrow 2\ LaF_3}

\mathrm{2\ La + 3\ Cl_2 \rightarrow 2\ LaCl_3}

\mathrm{2\ La + 3\ Br_2 \rightarrow 2\ LaBr_3}

\mathrm{2\ La + 3\ I_2 \rightarrow 2\ LaI_3}

Híg kénsavban jól oldódik, ekkor is La3+ formában van jelen, komplexet ([La(OH2)9]3+) képezve:

\mathrm{2\ La + 3\ H_2SO_4 \rightarrow 2\ La^{3+} + 3\ SO_4^{2-} + 3\ H_2}

Magasabb hőmérsékleten nitrogénnel, szénnel, kénnel, foszforral, bórral, szelénnel és arzénnel is reakcióba lép.

Kimutatása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Oldatából oxálsavval fehér csapadék válik ki. A bázisos lantán-acetát jódtól kékre színeződik úgy, mint a keményítő.

Izotópjai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A természetben megtalálható lantánt két izotóp alkotja, a stabil 139La, amely a lantán mennyiségének 99,91%-át adja, és a radioaktív 138La. Eddig 38 radioaktív izotópját írták le, ezek közül a legstabilabbak a 138La, 1,05·1011 év felezési idővel, és a 137La, 60 000 év felezési idővel. A többi radioaktív izotópjának felezési ideje kevesebb mint egy nap, többségüké pedig 1 perc alatt van.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Current Table of Standard Atomic Weights in Order of Atomic Number. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights – Commission II.I of the International Union of Pure and Applied Chemistry, 2013. (Hozzáférés: 2013. október 13.)
  2. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  3. Szőkefalvi-Nagy Zoltán; Szabadváry Ferenc: A magyar kémiai szaknyelv kialakulása. A kémia története Magyarországon. Akadémiai Kiadó, 1972. (Hozzáférés: 2010. december 3.)

Ez a szócikk részben vagy egészben a Lanthanum című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

- Náray-Szabó István: Kémia