Lantán

A lantán a periódusos rendszer 57-es rendszámú eleme, vegyjele La, nyelvújításkori neve latany. Ezüstös színű fém, a lantanoidák közé tartozik. A természetben elsősorban ritkaföldfémekkel (pl. cériummal) alkotott ásványokban található meg.

57 bárium ← lantán → cérium - ↑ La ↓ Ac 57 La Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	lantán, La, 57
Latin megnevezés	lanthanium
Elemi sorozat	lantanoidák
Csoport, periódus, mező	3, 6, f
Megjelenés	ezüstfehér
Atomtömeg	138,90547(7) g/mol
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
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 természetes előfordulás felezési idő bomlás mód energia (MeV) termék 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

Nevét Jöns Jakob Berzelius javasolta a görög lanthanó (λανθάνω = elrejtett) szó alapján, mert a cériumföldben nagyon nehezen találták 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

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

Elektrolitikus úton állítják elő.

$\mathrm {2\ LaCl_{3}\rightarrow 2\ La+3\ Cl_{2}}$

Tulajdonságai

Fizikai tulajdonságok

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

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:

$\mathrm {4\ La+3\ O_{2}\rightarrow 2\ La_{2}O_{3}}$

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:

$\mathrm {2\ La+6\ H_{2}O\rightarrow 2\ La(OH)_{3}+3\ H_{2}}$

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:

$\mathrm {2\ La+3\ H_{2}SO_{4}\rightarrow 2\ La^{3+}+3\ SO_{4}^{2-}+3\ H_{2}}$

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

Kimutatása

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

Izotópjai

A természetben két izotópja található meg, a stabil ¹³⁹La, amely a lantán mennyiségének 99,91%-át adja, és a radioaktív ¹³⁸La. Összesen 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. A ¹³⁸La, akárcsak a ^180mTa, a ν-folyamatban jön létre, melyben neutrínók stabil atommagokkal reagálnak.

Biológiai tulajdonságok

A lantán segíti a Solanum nigrum növekedését és a kadmium és az ólom endocitózisos fitoremediációját.

Fordítás

• Ez a szócikk részben vagy egészben a Lanthanum című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

• Náray-Szabó István: Kémia