แลนทานัม เป็นธาตุแรกในตระกูลแลนทาไนด์

เมื่อเราเริ่มพูดถึงแร่ธาตุหายาก เราต้องพูดถึงกลุ่มแลนทาไนด์ ซึ่งเป็นกลุ่มธาตุขนาดใหญ่ในตารางธาตุและในแร่ธาตุหายากด้วย
แลนทาไนด์ส่วนใหญ่พบในแร่สองชนิดคือ มอนาไซต์และไดอะเบส และมักผสมกันในอัตราส่วนที่ค่อนข้างเสถียร (25%-38% เป็นแลนทานัม) พวกมันทั้งหมดถูกแยกออกมาในรูปของออกไซด์ ธาตุทั้งหมดมาจากแร่ธาตุหายากและจัดอยู่ในประเภท “ธาตุหายาก” ร่วมกับสแกนเดียมและอิตเทรียม แต่จริงๆ แล้วธาตุเหล่านี้ไม่ได้หายากขนาดนั้น

แนะนำ

ตระกูลแลนทาไนด์:

คุณสมบัติที่คล้ายคลึงกันของธาตุแลนทาไนด์เกิดจากการที่การกำหนดค่าอิเล็กตรอนชั้นนอกและชั้นนอกที่สองของสถานะพื้นฐานของอะตอมแลนทาไนด์นั้นเหมือนกันโดยพื้นฐาน อิเล็กตรอนที่เพิ่งเพิ่มเข้ามาส่วนใหญ่นั้นจะถูกเติมเต็มในชั้นอิเล็กตรอนชั้นที่สามจากภายนอก ซึ่งก็คือชั้นอิเล็กตรอน 4f ซึ่งทำให้เกิดปรากฏการณ์ของ “การหดตัวของแลนทาไนด์” โดยเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น รัศมีอะตอมก็จะเล็กลง ปรากฏการณ์นี้ทำให้รัศมีอะตอมและรัศมีไอออนของธาตุแลนทาไนด์แตกต่างกัน ส่งผลให้คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีมีแนวโน้มแตกต่างกัน ส่งผลให้ธาตุแลนทาไนด์แยกตัวออกจากกันได้ง่าย การใช้งานที่สำคัญที่สุดของสารประกอบแลนทาไนด์อาจอยู่ในการผลิตอิเล็กโทรดสำหรับหลอดไฟคาร์บอนอาร์กในไฟค้นหา โคมไฟถ่ายภาพ และเครื่องฉายภาพยนตร์

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว สมบัติของธาตุแลนทาไนด์มีความคล้ายคลึงกันมาก ดังนั้น หากคุณรู้จักธาตุอื่น ๆ เหล่านี้ คุณน่าจะพอทราบว่าธาตุเหล่านี้มีลักษณะเป็นอย่างไร! มาเริ่มกันด้วยธาตุแรกในอนุกรมแลนทาไนด์ – แลนทานัม!

ชื่อแลนทานัมมาจากคำภาษากรีก “lanthanein” ซึ่งแปลว่า “ซ่อนอยู่” ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2382 โดยนักเคมีชาวสวีเดน คาร์ล กุสตาฟ โมซานเดอร์ โดยการสกัดแร่ซีเรียมไนเตรตซึ่งเป็นธาตุหายากเป็นสิ่งเจือปน ในปีพ.ศ. 2466 จึงสามารถแยกโลหะแลนทานัมที่มีความบริสุทธิ์โดยประมาณได้ แลนทานัมเป็นโลหะสีขาวที่มีความว่องไวสูง เหนียว และอ่อนพอที่จะตัดได้โดยตรงด้วยมีด มันออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วในอากาศและทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงในน้ำร้อนเพื่อปลดปล่อยไฮโดรเจนออกมา แลนทานัมพบได้ในทรายมอนาไซต์เป็นหลัก ซึ่งประกอบด้วยธาตุหายากทั้งหมด รวมถึงแคลเซียมและทอเรียม ซึ่งมักอยู่ในรูปของฟอสเฟตและบาสเนไซต์ แลนทานัมและไอโซโทปของมันมีอยู่ในเศษฟิชชันที่เกิดจากการฟิชชันยูเรเนียม ในระหว่างกระบวนการฟิชชัน เมื่อยูเรเนียมดูดซับนิวตรอน นิวเคลียสยูเรเนียมจะแยกออกเป็นชิ้นนิวเคลียสขนาดกลางสองชิ้น เนื่องจากมีหลายวิธีในการแยก ธาตุที่มีนิวเคลียสขนาดกลางจำนวนมากจึงเกิดขึ้น ซึ่งรวมถึงไอโซโทปของแลนทานัมด้วย

ในปี พ.ศ. 2386 โมแซนเดอร์แยกเซอร์โคเนียมออกไซด์จากอิตเทรียมและค้นพบธาตุเซอร์โคเนียม อย่างไรก็ตามเดิมทีมันถูกเรียกว่าเออร์เบียมออกไซด์ ยังไม่มีชื่อเรียกอย่างเป็นทางการว่าเซอร์โคเนียมจนกระทั่งในปี พ.ศ. 2420 ต่อมาในปี พ.ศ. 2448 ได้มีการทำให้บริสุทธิ์เป็นครั้งแรกโดย Urbain ผู้คนใช้เทคโนโลยีแลกเปลี่ยนไอออนเพื่อแยกเซอร์โคเนียมออกจากแร่มอนาไซต์

แลนทานัม La

เลขอะตอม : 57

น้ำหนักอะตอม: 138.90547 u

คุณสมบัติทางกายภาพ/เคมี:

ลักษณะที่ปรากฏ: แลนทานัมเป็นโลหะสีขาวเงินที่มีความวาวเหมือนโลหะ

ความหนาแน่น: 6.162 g/cm³ (ที่อุณหภูมิห้อง)

จุดหลอมเหลว: 1193 °C จุดเดือด: 3737 °C

ความแข็ง: 2.5 (ความแข็งโมห์ส)

แม่เหล็ก: ที่อุณหภูมิห้อง แลนทานัมเป็นแม่เหล็กไดอะแมกเนติก นั่นคือ ไม่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก

คุณสมบัติทางเคมี :

• แลนทานัมเป็นโลหะที่มีฤทธิ์ซึ่งสามารถสร้างสารประกอบต่างๆ ร่วมกับธาตุที่ไม่ใช่โลหะได้
• มันออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วในอากาศเพื่อสร้างชั้นป้องกันของแลนทานัมออกไซด์ (La2O3)

พื้นที่การใช้งานหลักของแลนทานัม:

แลนทานัมออกไซด์สามารถปรับปรุงความต้านทานด่างของแก้วได้ และถูกนำมาใช้ในการผลิตแก้วพิเศษสำหรับเครื่องมือออปติกที่ซับซ้อน
แลนทานัมเป็นโลหะผสมที่มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับแพลเลเดียมในการทำหน้าที่เป็น “ฟองน้ำไฮโดรเจน” ซึ่งหมายความว่าสามารถดูดซับก๊าซที่มีความหนาแน่นสูงได้
แลนทานัมสามารถทำให้ฟอสฟอรัสเป็นกลางได้ จึงมักใช้ในบ่อน้ำเพื่อป้องกันการเติบโตของสาหร่ายที่ไม่พึงประสงค์
แลนทานัมคาร์บอเนตได้รับการรับรองให้เป็นยาสำหรับดูดซับฟอสเฟตส่วนเกินในกรณีของภาวะฟอสเฟตในเลือดสูงในภาวะไตวาย
หินเหล็กไฟในไฟแช็กใช้โลหะผสมแร่ธาตุหายากผสมที่มีแลนทานัม (แลนทานัม 25% ซีเรียม 50% นีโอดิเมียม 18% และธาตุแลนทาไนด์อื่นๆ)