Лантан, первый из семейства лантаноидов

Когда мы начинаем говорить о редкоземельных элементах, мы обязательно должны упомянуть ряд лантаноидов — обширное семейство в таблице элементов, а также в таблице редкоземельных элементов.
Большая часть лантаноидов содержится в двух минералах: монаците и диабазе, и они часто смешаны в довольно стабильном соотношении (из которых 25–38 % составляет лантан). Все они изолированы в виде оксидов. Все они происходят из редких минералов и классифицируются как «редкоземельные элементы» вместе со скандием и иттрием, но сами элементы на самом деле не такие уж редкие.

Описание:

Семейство лантаноидов:

Схожие свойства лантаноидов объясняются тем, что внешняя и вторая внешняя электронные конфигурации основного состояния атомов лантаноидов в основном одинаковы. Большая часть вновь добавленных электронов заполняет третий электронный слой извне, а именно 4f-электронный слой, что приводит к явлению «лантаноидного сжатия» — по мере увеличения атомного номера атомный радиус становится меньше. Это явление приводит к тому, что атомный радиус и ионный радиус лантаноидов различаются, что приводит к различию их физических и химических свойств, что облегчает разделение лантаноидов. Возможно, наиболее важным применением соединений лантаноидов является производство электродов для дуговых угольных ламп в прожекторах, фотографических лампах и кинопроекторах.

Как уже упоминалось выше, свойства лантаноидов очень похожи, поэтому, если вы знаете кого-то из других членов, вы должны иметь некоторое представление о том, что они собой представляют! Начнем с первого элемента в ряду лантаноидов — лантана!

Название лантан происходит от греческого слова «lanthanein», что означает «скрытый». Он был открыт в 1839 году шведским химиком Карлом Густавом Мосандером путем извлечения его из редкоземельного минерала нитрата церия в качестве примеси. Относительно чистый металлический лантан был выделен лишь в 1923 году. Лантан — белый металл, который очень активен, пластичен и достаточно мягок, чтобы его можно было резать ножом. Он быстро окисляется на воздухе и бурно реагирует в горячей воде с выделением водорода. Лантан встречается в основном в монацитовом песке, который содержит все редкоземельные элементы, а также кальций и торий, обычно в форме фосфатов, и в бастнезите. Лантан и его изотопы присутствуют в осколках деления, образующихся при делении урана. В процессе деления, когда уран поглощает нейтрон, ядро ​​урана распадается на два ядерных осколка среднего размера. Поскольку существует много способов расщепления, будет образовываться большое количество элементов со средними по размеру ядрами, среди которых есть изотопы лантана.

В 1843 году Мосандер отделил оксид циркония от иттрия и открыл элемент цирконий. Однако первоначально он назывался оксидом эрбия. Официально цирконий получил свое название только в 1877 году. Впервые его очистил Урбен в 1905 году. Для отделения циркония от монацитовой руды используется технология ионного обмена.

Лантан La

Атомный номер:57

Атомный вес: 138,90547 а.е.м.

Физические/химические свойства:

Внешний вид: Лантан — серебристо-белый металл с металлическим блеском.

Плотность: 6,162 г/см³ (при комнатной температуре)

Температура плавления: 1193 °C Температура кипения: 3737 °C

Твёрдость: 2,5 (твёрдость по Моосу)

Магнетизм: При комнатной температуре лантан диамагнитен, то есть не обладает магнитными свойствами.

Химические свойства:

• Лантан — активный металл, способный образовывать разнообразные соединения с неметаллами.
• Он быстро окисляется на воздухе, образуя защитный слой оксида лантана (La2O3).

Основные области применения лантана:

Оксид лантана может улучшить щелочестойкость стекла и используется для производства специального стекла для сложных оптических приборов.
Лантан в качестве сплава обладает такой же способностью, как и палладий, действовать как «водородная губка», то есть он может поглощать газы при высокой плотности.
Лантан способен нейтрализовать фосфор, поэтому его часто используют в прудах для предотвращения нежелательного роста водорослей.
Карбонат лантана одобрен в качестве препарата для поглощения избытка фосфата в случаях гиперфосфатемии при почечной недостаточности.
Кремень в зажигалке изготовлен из смешанного редкоземельного сплава, содержащего лантан (25% лантана, 50% церия, 18% неодима и других лантаноидов).