Химичен елемент · справочна страница

57La

Лантан

Лантан е химичен елемент с атомен номер 57 (La), разположен в период 6, група — и блок f. Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Електронната конфигурация е [Xe] 5d16s2.

Атомен номер57

Стандартна атомна маса138.90547(7)

Група—

Период6

Блокf

Електронна конфигурация[Xe] 5d16s2

Електронна структура

Какво определя химичното поведение

Лантанидите се характеризират със запълване на подобвивката 4f. В химията им често доминира степента на окисление +3, а частично запълнените f орбитали придават на много от тях полезни магнитни и оптични свойства.

Тъй като 4f електроните са сравнително екранирани, съседните лантаниди имат много сходно химично поведение. Затова разделянето им един от друг е значително по-трудно от разделянето на елементи от различни основни групи.

Химични форми

Съединения, йони и материали

Лантанидите най-често се срещат като йони с заряд +3 в оксиди, халогениди и координационни съединения. Съединенията им често имат много сходна химия, а разликите във f-електронната структура пораждат характерни магнитни и луминесцентни свойства.

Физично поведение

Агрегатно състояние и фазови преходи

Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Посочената плътност е 6.162 g/cm³. Температурата на топене е 1 192 K (918.9 °C). Температурата на кипене е 3 737 K (3 464 °C). Налягането, чистотата и кристалната структура могат да променят измерените физични свойства.

Разпространение и приложения

Къде се среща лантан и за какво се използва

На практика лантан се среща в приложения като Оптични лещи, Батерии и Катализатори.

На практика

Конкретни примери за приложение

Оптични лещи

Лантан се използва в специални стъкла и оптични материали за регулиране на показателя на пречупване и дисперсията.

Батерии

Лантан се използва в определени типове батерии, електродни материали или електролити. Точната му роля зависи от съединението и конструкцията на клетката.

Катализатори

Лантан се използва за ускоряване на химични реакции, без да се изразходва в общия реакционен процес.

Положение в периодичната система

Какво показват съседните елементи

Лантан е в период 6. В показаната последователност на f блока той се намира между barium и cerium. Тази последователност позволява пряко сравнение със съседните елементи от f блока.

Справочни данни

Физични и атомни свойства

Класификациялантанид

Агрегатно състояние при стайна температуратвърдо

Електронни слоеве2 · 8 · 18 · 18 · 9 · 2

Плътност6.162 g/cm³

Температура на топене1 192 K (918.9 °C)

Температура на кипене3 737 K (3 464 °C)

Електроотрицателност по Полинг1.1

Първа йонизационна енергия538.1 kJ/mol

Електронен афинитет53 kJ/mol

Стойностите се отнасят за елемента или за неутралния атом, когато това е приложимо. Физичните данни могат да зависят от алотропната форма, налягането и условията на измерване.

История

Откриване и идентифициране

Откриването на лантан се свързва с Carl Gustaf Mosander. Разпознаването на елемента, изолирането на чиста проба и определянето на съвременния му атомен номер не е задължително да са станали едновременно.

Изотопи и атомна маса

Как изотопният състав променя числените стойности

Стандартната атомна маса е 138.90547(7). Тази стойност се отнася за изотопния състав на естествен земен материал, а не за масата на един конкретен атом.

Лантан има поне един стабилен изотоп. Различните изотопи имат еднакъв брой протони и затова принадлежат към един и същ химичен елемент, но се различават по броя на неутроните и атомната маса.

Безопасност

Работа и експозиция

Рисковете, свързани с лантан, зависят от химичната форма, дозата и пътя на експозиция. Чистият елемент, неговите йони и съединения могат да имат много различни биологични и екологични ефекти, затова данните за безопасност трябва да се проверяват за конкретното използвано вещество.