ЛАНТАН (от греч. lanthano — скрываюсь; лат. Lanthanum) La хим. элемент III гр. периодической системы, ат. н. 57, ат. м. 138,9055; относится к редкоземельным элементам. Прир. Л. состоит из двух изотопов 139La (99,911 %) и радиоактивного 138La (0,089%; Т1/2 2∙1011 лет). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 9∙10−28 м2. Конфигурация внеш. электронной оболочки 5d16s2; степень окисления +3; энергия ионизации при последоват. переходе от La9 к La3+ соотв. 5,5770, 11,06 и 19,176 эВ; атомный радиус 0,187 нм, ионные радиусы (в скобках указаны координац. числа) La3+ 0,117 нм (6), 0,124 нм (7), 0,130 нм (8), 0,136 нм (9), 0,141 нм (10), 0,150 нм (12). Л. вместе с Ce и Nd относится к наиболее распространенным РЗЭ. Содержание Л. в земной коре 2,9∙10−3 % по массе, в морской воде 2,9∙10−6 мг/л. Вместе с др. РЗЭ содержится в монаците, бастнезите, лопарите и апатите. Это осн. минералы, из которых его извлекают. Л. — металл серебристо-белого цвета. До 277 °C устойчив α-La: кристаллич. решетка гексагональная, а=0,3772 нм, с=1,2144 нм, z=4, пространственная группа Р63/ттс; плотн. 6,162 г/см3. При 277–861 °C устойчив β-La: решетка кубич. типа Cu, а=0,5296 нм, z=4, пространственная группа Fm3m; плотн. 6,190 г/см3. При 861–920 °C существует γ-La: решетка кубич. типа α-Fe, а=0,426 нм, z=2, пространственная группа Im3m; плотн. 5,97 г/см3; ΔH0 полиморфных переходов α:b 0,36 кДж/моль, β:γ 3,12 кДж/моль. Т. пл. 920 °C, т. кип. 3447 °C; для α-La: С0p 27,11 Дж/(моль∙К); S0298 56,7 Дж/(моль∙К); ΔH0пл 6,2 кДж/моль, ΔH0возг 430 кДж/моль (0 К); давление пара 0,881 Па (1727 °C); температурный коэф. линейного расширения α-La 5,2∙10−6 К−1, β-La 9,5∙10−6 К−1; р для α-La 56,8∙10−6 Ом∙см, β-La 9,8∙10−5 Ом∙см, γ-La 1,26∙10−4 Ом∙см; теплопроводность α-La 13,81 Вт/(м∙К); твердость по Бринеллю 363 МПа; коэф. Пуассона 0,288. Легко поддается мех. обработке. При комнатной температуре чистый Л. обрабатывают ковкой и прессованием, хотя он и не обладает достаточной вязкостью.
Из чистого Л. возможно изготовление листов. По химическим свойствам Л. сходен с семейством из 14 элементов, следующих вслед за ним, которые поэтому наз. лантаноидами. На воздухе Л. быстро окисляется с образованием гидратированного оксикарбоната. При 450 °C в среде O2 воспламеняется, с N2 раскаленный Л. образует нитрид. Заметно поглощает H2 при комнатной температуре, выше 250 °C легко образует гидриды. Л. реагирует (обычно при нагр.) с большинством металлов и неметаллов, образуя интерметаллиды, галогениды, оксиды, сульфиды и др. Легко взаимод. с минер. кислотами. Соед. Л., как правило, бесцветны. Ниже приводятся сведения о наиб. важных соед. Л. Оксид (сесквиоксид) La2O3 — кристаллы; до 2040 °C устойчив A-La2O3 с гексагон. решеткой (а=0,39373 нм, с=0,61299 нм, z=l, пространственная группа P3ml плотн. 6,57 г/см3), при 2040–2110 °C — H-La2O3 с гексагон. решеткой; при 2100–2313 °C -X-La2O3 с кубич. решеткой, т. пл. 2313 °C; С0р 108,8 Дж/(моль∙К); ΔH0обР −1794,2 кДж/моль; S0298 127,3 Дж/(моль∙К). Взаимод. с HCl, HNO3, HClO4. Во влажном воздухе быстро превращ. в гидрат оксикарбоната Л.; с водой реагирует активно подобно CaO, превращаясь в La2O3∙nH2O. Получают разложением нитрата, оксалата, карбоната или др. солей Л. на воздухе, обычно при температуре выше 800 °C. La2O3 — промeжyт. продукт в производстве LaF3 и др. соед. Л., компонент оптич. стекол, керамич. материалов, в т. ч. высокотемпературных сверхпроводников. Трифторид LaF3 — кристаллы с тригон. решеткой (в гексагон. установке: а=0,7186 нм, с=0,7352 нм, z=6, пространственная группа P3с1); т. пл. 1493 °C, т. кип. ок. 2300 °C; С° 99,6 Дж/(моль∙К); ΔH0обр −1699 кДж/моль; S0298 100 Дж/(моль∙К); не раств. в воде; образует кристаллогидраты. Получают гидраты осаждением из водных растворов солей Л. при действии фтористоводородной кислоты, безводную соль — взаимод. La2O3 с газообразным HF или F2, разложением фтораммонийных комплексов при 400–500 °C и др. Используют для получения металлич. Л.; монокристаллы LaF3-селективные электроды по отношению к ионам F− Трихлорид LaCl3 — кристаллы с гексагон. решеткой (а=0,7468 нм, с=0,4366 нм, z=2, пространственная группа P63/m); т. пл. 862 °C, т. кип. ок. 1710 °C; плотн. 3,842 г/см3; С0р 98 Дж/(моль∙К); ΔH0обр −1071 кДж/моль; S0298 137 Дж/(моль∙К). Хорошо раств. в воде; образует кристаллогидраты, в щелочных растворах гидролизуется до гидроксо-хлоридов. Получают взаимод. смеси Cl2 и CCl4 с La2O3 или La2(C2O4)3 при 200–600 °C, хлорированием Л. выше 100 °C и др. Применяют для получения Л. и его соединений. Гидроксид La(OH)3 получают действием растворов щелочей на водорастворимые соли Л. (хлорид, нитрат, перхлорат, ацетат); pH начала осаждения La(OH)3 или основных солей типа La(OH)2,5Cl0,5 близок к 8. Плохо растворимые соли Л. — фторид, фосфат, карбонат, оксалат, моноцитрат, монотартрат и др. используют для выделения La(III) из растворов; чаще других применяют оксалат La2(C2O4)3∙9H2O, который при прокаливании до 900–1000 °C дает La2O3. Л. вместе с др. РЗЭ выделяют из минералов в виде смеси оксидов (содержание Л. 15–30%). При переработке рудных концентратов и разделении РЗЭ на подгруппы Л. выделяется вместе с Ce, Pr и Nd. После отделения Ce Л. очищают от др. РЗЭ методами экстракции, ионообменной хроматографии, фракционным осаждением гидроксидов. Металлич. Л. получают восстановлением LaF3 или LaCl3 кальцием, электролизом расплава хлоридов Л. в присутствии хлоридов Ca и Ва. Л. — легирующая добавка к алюминиевым, магниевым, никелевым и кобальтовым сплавам, компонент мишметалла, применяемого для улучшения свойств коррозионностойкой, быстрорежущей и жаропрочной стали. Интерметаллид LaNi5 — перспективный аккумулятор H2. Оксисульфид и алюминат Л. — компоненты люминофоров.
Л. открыт К. Мосандером в 1839 в виде лантановой "земли" — La2O3.
Некоторые файлы и информация, находящиеся на данном сайте, были найдены в сети ИНТЕРНЕТ, как свободно распространяемые, присланы пользователями сайта или найдены в альтернативных источниках, также использованы собственные материалы. Автор сайта не претендует на авторство ВСЕХ материалов. Если Вы являетесь правообладателем той или иной продукции или информации, и условия, на которых она представлена на данном ресурсе, не соответствуют действительности, просьба немедленно сообщить с целью устранения правонарушения.
Категории раздела
Вход
Поиск
Друзья сайта
Наш опрос
Статистика
