Készítette: Tóth Krisztián. Web: http://krissz.hu

Lantán

57
138.91
3
La
6s2
5d1
Lantán
Alapadatok
Név, vegyjel, rendszám lantán, La, 57
Elemi sorozat lantanoidák
Csoport, periódus, mező 3, 6, f
Megjelenés ezüstfehér
Atomtömeg 138,9055(2) 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 6,20 kJ/mol
Párolgáshő 402,1 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 27,11 J/(mol·K)
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet hexagonális
Oxidációs állapotok 3
(erősen bázikus oxid)
Elektronegativitás 1,10 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 538,1 kJ/mol
Atomsugár 195 pm
Kovalens sugár 169 pm
Egyéb jellemzők
Mágnesség  ?
Elektromos ellenállás (sz.h.) (α, poly) 615 nΩ·m
Hővezetési tényező (300 K) 13,4 W/(m·K)
Hőtágulási tényező (sz.h.) (α, poly)
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
Bulk modulusz (α módosulat) 27,9 GPa
Poisson-arányszám (α módosulat) 0,280
Mohs-keménység 2,5
Vickers-keménység 491 MPa
Brinell-keménység 363 HB
CAS-szám 7439-91-0

A Lantán bővebb leírása

A lantán a periódusos rendszer 57-es rendszámú eleme, vegyjele La, nyelvújításkori neve latany[1]. Ezüstös színű fém, a lantanidák közé tartozik. A természetben elsősorban ritkaföldfémekkel (pl.: cériummal alkotott ásványokban található meg. Képlékeny, könnyen megmunkálható fém, de a szabad levegőn gyorsan oxidálódik. Az iparban monacit és bastnasit ásványokból nyerik ki, egy soklépcsős eljárás során. A lantán vegyületeit számos területen felhasználják, például katalizátorként, adalékanyagként üvegben, szcintillátorként, öngyújtók gyújtószerkezetében stb. A lantán-karbonátot veseelégtelenség kezelésére alkalmazták.

Tulajdonságai

Fizikai tulajdonságok

A lantán puha, képlékeny, ezüstfehér fém, amely szobahőmérsékleten hatszöges kristályokba rendeződik. 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:

4 La + 3 O2 → 2 La2O3

Szobahőmérsékleten azonban a levegőben lévő pára is részt vesz a reakcióban, és hidratált oxid keletkezik, miközben a térfogata jelentősen megnő.

Rendkívül elektropozitív elem, hideg vízzel lassan, meleg vízzel viszont nagyon gyorsan reakcióba lép, és lantán-hidroxidot képez:

2 La (s) + 6 H2O (l) → 2 La(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)

200 °C fölött minden halogénnel élénken reagál:

2 La (s) + 3 F2 (g) → 2 LaF3 (s)
2 La (s) + 3 Cl2 (g) → 2 LaCl3 (s)
2 La (s) + 3 Br2 (g) → 2 LaBr3 (s)
2 La (s) + 3 I2 (g) → 2 LaI3 (s)

Híg kénsavban jól oldódik, ekkor is La(III) formában van jelen, komplexet ([La(OH2)9]3+) képezve:

2 La(s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 La3+(aq) + SO2−4 (aq) + 3 H2 (g)

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

Izotópjai

A természetben megtalálható lantánt két izotóp alkotja, a stabil 139La, amely a lantán mennyiségének 99,91%-át adja, és a radioaktív 138La. Eddig 38 radioaktív izotópját írták le, ezek közül a legstabilabbak a 138La-as, 1,05×1011 év felezési idővel, és a 137La-es, 60000 év felezési idővel. A többi radioaktív izotópjának felezési ideje kevesebb, mint egy nap, többségüké pedig 1 perc alatt van.