Лантан
[Xe] 5d¹ 6s² · 2 · 8 · 18 · 18 · 9 · 2
Первый из лантаноидов и элемент, давший имя всему семейству. Название означает «скрытый»: лантан прятался в церии почти сорок лет, пока Мосандер его не обнаружил.
3D-модель
Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.
Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб
Атомные свойства
- Атомный номер
- 57
- Атомная масса
- 138.905 а.е.м.
- Электронная конфигурация
- [Xe] 5d¹ 6s²
- Электроны по оболочкам
- 2 · 8 · 18 · 18 · 9 · 2
- Блок
- d-блок
- Группа
- нет данных
- Период
- 6
- Электроотрицательность (Полинг)
- 1.1
- Электроотрицательность (Аллен)
- 1.09
- Атомный радиус
- 240 pm
- Ковалентный радиус
- 207 pm
- Ван-дер-ваальсов радиус
- 240 pm
- 1-я энергия ионизации
- 538.1 kJ/mol
- 2-я энергия ионизации
- 1 067 kJ/mol
- 3-я энергия ионизации
- 1 850.3 kJ/mol
- 4-я энергия ионизации
- 4 819 kJ/mol
- 5-я энергия ионизации
- 5 940 kJ/mol
- Сродство к электрону
- 48 kJ/mol
- Характерные степени окисления
- +3
- Степени окисления
- +1, +2, +3
Физические свойства
- Состояние при 25 °C
- твёрдое
- Плотность
- 6.162 g/cm³
- Температура плавления
- 1 193 K · 919.9 °C
- Температура кипения
- 3 737 K · 3 463.9 °C
- Скорость звука
- 2 475 m/s
Тепловые свойства
- Теплота плавления
- 6.2 kJ/mol
- Теплота испарения
- 400 kJ/mol
- Удельная теплоёмкость
- 0.195 J/(g·K)
- Теплопроводность
- 13.4 W/(m·K)
Механические свойства
- Модуль Юнга
- 36.6 GPa
- Модуль сдвига
- 14.3 GPa
- Модуль объёмного сжатия
- 27.9 GPa
- Коэффициент Пуассона
- 0.28
- Твёрдость по Моосу
- 2.5
- Твёрдость по Бринеллю
- 363 MPa
Электрические и магнитные свойства
- Удельное сопротивление
- 615 nΩ·m
- Магнитный тип
- парамагнетик
- Точка Кюри
- нет данных
- Точка Нееля
- нет данных
- Температура сверхпроводимости
- 4.88 K
Кристаллическая структура
- Кристаллическая решётка
- гексагональная плотноупакованная (ГПУ)
- Параметры решётки
- a = 377.2 pm · c = 1 214.4 pm
Распространённость
- В земной коре
- 39 mg/kg
- В океане
- 3.4·10⁻⁶ mg/L
- Во Вселенной
- 2 mg/kg
- В теле человека
- нет данных
Изотопы
| Изотоп | Распространённость | Период полураспада | Тип распада |
|---|---|---|---|
| 138La | 0.089 % | 101.4 млрд лет | ЭЗ |
| 139La | 99.911 % | стабилен | — |
Лантан-138 составляет 0,09 % природного лантана и радиоактивен с периодом 10¹¹ лет; лантан-барий-цериевый метод используют в геохронологии.
Открытие
- Год открытия
- 1839
- Кто открыл
- Карл Густав Мосандер
- Где
- Швеция
- Происхождение названия
- от греческого «lanthanein» — быть скрытым: он прятался в церии
История
Карл Мосандер в 1839 году показал, что церий, открытый за тридцать шесть лет до того, содержит примесь нового элемента. Он назвал его от греческого «быть скрытым» — и в последующие десятилетия из тех же «земель» извлекли ещё десяток элементов.
Где встречается
39 мг/кг коры — распространённее свинца. Главные минералы — бастнезит и монацит.
Как получают
Разделением редкоземельных концентратов экстракцией, затем электролизом расплавленного хлорида или металлотермией.
Роль в живой природе
Биологической роли у высших организмов нет, но в 2014 году нашли бактерию, чей фермент требует именно лантаноида — первый известный случай.
Безопасность
Малотоксичен. Карбонат лантана применяют как лекарство, связывающее фосфаты в кишечнике при почечной недостаточности.
Применение
- Никель-металлогидридные аккумуляторы: сплав LaNi₅ накапливает водород
- Катализаторы крекинга нефти — крупнейшее применение по объёму
- Оптическое стекло с высоким показателем преломления для объективов
- Мишметалл: сплав лантана и церия в кремнях для зажигалок
Любопытные факты
- Название лантана означает «скрываться» — и всё семейство лантаноидов носит имя того, кто прятался лучше всех.
- Гибридные автомобили первого поколения содержали по десять и более килограммов лантана в аккумуляторных батареях.
- Лантан открыли как примесь в церии, а из церия потом выделили ещё девять элементов.
- Лантаноиды называют редкоземельными по недоразумению: церий распространённее меди, а лантан — свинца.