| Барий ← Лантан → Церий |
| Свойства атома |
| Название, символ, номер |
Лантан / Lanthanum (La), 57
|
Атомная масса
(молярная масса) |
138,90547(7) а. е. м. (г/моль)
|
| Электронная конфигурация |
[Xe] 5d1 6s2
|
| Радиус атома |
187 пм
|
| Химические свойства |
| Ковалентный радиус |
169 пм
|
| Радиус иона |
101.(+3e) 6 пм
|
| Электроотрицательность |
1,10 (шкала Полинга)
|
| Электродный потенциал |
La←La3+ -2.38В
|
| Степени окисления |
3
|
Энергия ионизации
(первый электрон) |
541,1(5,61) кДж/моль (эВ)
|
| Термодинамические свойства простого вещества |
| Плотность (при н. у.) |
6,162-6,18 (альфа-модификация) г/см³
|
| Температура плавления |
920 K
|
| Температура кипения |
3447-3469 K
|
| Уд. теплота плавления |
8,5 кДж/моль
|
| Уд. теплота испарения |
402 кДж/моль
|
| Молярная теплоёмкость |
27,11 Дж/(K·моль)
|
| Молярный объём |
22,5 см³/моль
|
| Кристаллическая решётка простого вещества |
| Структура решётки |
гексагональная
|
| Параметры решётки |
a=3,772 c=12,14 Å
|
| Отношение c/a |
3,22
|
| Температура Дебая |
132 K
|
| Прочие характеристики |
| Теплопроводность |
(300 K) 13,4 Вт/(м·К)
|
|
История
Лантан, как химический элемент, не удавалось открыть на протяжении 36 лет. В 1803 г. 24-летний шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус исследовал минерал, известный теперь под названием церита. В этом минерале была обнаружена иттриевая земля и ещё одна редкая земля, очень похожая на иттриевую. Её назвали цериевой. В 1826 г. Карл Мозандер исследовал цериевую землю и заключил, что она неоднородна, что в ней, помимо церия, содержится ещё один новый элемент. Доказать сложность цериевой земли Мозандеру удалось лишь в 1839 г. Он сумел выделить новый элемент, когда в его распоряжении оказалось большее количество церита.
Происхождение названия
Новый элемент, обнаруженный в церите и мозандерите, по предложению Берцелиуса назвали лантаном. Оно было дано в честь истории его открытия и происходит от др.-греч. λανθάνω — «скрываюсь», «таюсь».
Нахождение в природе
Подробнее по этой теме см.: Редкоземельные элементы.
Лантан вместе с церием и неодимом относится к наиболее распространенным редкоземельным элементам. Содержание лантана в земной коре порядка 2,9·10−3% по массе, в морской воде — около 2,9·10−6мг/л. Основные промышленные минералы лантана — монацит, бастнезит, апатит и лопарит. В состав этих минералов также входят другие редкие земли.
Получение
Получение лантана связано с разделением исходного сырья на фракции. Лантан концентрируется вместе с церием, празеодимом и неодимом. Сначала из смеси отделяют церий, затем оставшиеся элементы разделяют экстракцией.
Физические свойства
Лантан — блестящий серебристо-белый металл, в чистом состоянии — ковкий и тягучий. Слабо парамагнитен. Кристаллическая структура плотноупакованная типа плотнейшей гексагональной упаковки.
Существует в трёх кристаллических модификациях: α-La с гексагональной решёткой (а=0,3772 нм, с=1,2144 нм, z=4, пространственная группа Р63/ттс), β-La с кубической решёткой типа меди (а=0,5296 нм, z=4, пространственная группа Fm3m), γ-La с кубической объёмноцентрированной решёткой типа α-Fe (а=0,426 нм, z=2, пространственная группа Im3m, устойчив до 920 °C) температуры переходов α↔β 277 °C и β↔γ 861 °C. DH° полиморфных переходов: α:β — 0,36 кДж/моль, β:γ — 3,12 кДж/моль. При переходе из одной модификации в другую меняется плотность лантана: α-La имеет плотность 6,162-6,18 г/см3, β-La — 6,19 г/см3, γ-La — 5,97 г/см3.
Сплавляется с цинком, магнием, кальцием, таллием, оловом, свинцом, никелем, кобальтом, марганцем, ртутью, серебром, алюминием, медью и кадмием. С железом лантан образует пирофорный сплав.
|
