Keemiline element · teatmeleht

57La

Lantaan

Lantaan on keemiline element aatomnumbriga 57 ja sümboliga La. See paikneb perioodis 6, rühmas —, f-plokis. Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Elektronkonfiguratsioon on [Xe] 5d16s2.

Aatomnumber57

Standardne aatommass138.90547(7)

Rühm—

Periood6

Plokkf

Elektronkonfiguratsioon[Xe] 5d16s2

Elektronstruktuur

Mis määrab selle keemia

Lantaan kuulub lantanoidide hulka, kus täitub 4f-alamkiht. +3 oksüdatsiooniaste on nende keemias väga tavaline ning f-elektronid mõjutavad paljude liikmete magnetilisi ja optilisi omadusi.

4f-elektronid on suhteliselt hästi varjestatud, mistõttu kõrvuti asuvate lantanoidide keemiline käitumine on väga sarnane. Konfiguratsioon [Xe] 5d16s2 aitab seletada nende peenemaid erinevusi.

Keemilised vormid

Ühendid, ioonid ja materjalid

Lantaan esineb tavaliselt +3 ioonina oksiidides, halogeniidides ja koordinatsiooniühendites. Lantanoidide ühendite üldkeemia on sarnane, kuid f-elektronide erinev täitumus annab iseloomulikke magnetilisi ja luminestsentsomadusi.

Füüsikaline käitumine

Olek ja faasimuutused

Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Esitatud tihedus on 6.162 g/cm³. Sulamispunkt on 1 192 K (918.9 °C). Keemispunkt on 3 737 K (3 464 °C). Rõhk, puhtus ja kristallstruktuur võivad mõõdetud füüsikalisi väärtusi nihutada.

Leidumine ja kasutus

Kus lantaan leidub ja kasutatakse

Praktikas seostub lantaan eelkõige järgmiste valdkondadega: optilised läätsed, akud ja katalüsaatorid. Konkreetne kasutus sõltub elemendi keemilisest vormist, puhtusest ja vajalikust omadusest.

Praktikas

Näiteid tegelikust kasutusest

Optilised läätsed

Lantaan kasutatakse valdkonnas „Optilised läätsed“, kui tema füüsikaline või keemiline omadus annab vajaliku eelise.

Akud

Lantaan kasutatakse valitud akukeemiates elektroodimaterjali, elektrolüüdi või muu aktiivse komponendina; täpne roll sõltub ühendist ja elemenditüübist.

Katalüsaatorid

Lantaan või selle ühendeid kasutatakse keemiliste reaktsioonide kiirendamiseks ilma katalüsaatorit üldreaktsioonis ära kulutamata.

Asend perioodilisustabelis

Mida naaberelemendid näitavad

Lantaan paikneb perioodis 6. f-ploki järjestus võimaldab seda võrrelda vahetult naabruses olevate lantanoidide või aktinoididega ning jälgida omaduste järkjärgulist muutumist.

Võrdlusandmed

Füüsikalised ja aatomilised omadused

Klassifikatsioonlantanoid

Olek toatemperatuuriltahke

Elektronkihid2 · 8 · 18 · 18 · 9 · 2

Tihedus6.162 g/cm³

Sulamispunkt1 192 K (918.9 °C)

Keemispunkt3 737 K (3 464 °C)

Paulingu elektronegatiivsus1.1

Esimene ionisatsioonienergia538.1 kJ/mol

Elektronafiinsus53 kJ/mol

Väärtused kirjeldavad elementi või neutraalset aatomit, kui see on asjakohane. Füüsikalised andmed võivad sõltuda allotroobist, rõhust ja mõõtmistingimustest.

Ajalugu

Avastamine ja tuvastamine

Lantaan avastamist seostatakse teadlase või töörühmaga Carl Gustaf Mosander. Elemendi äratundmine, puhta proovi eraldamine ja tänapäevase aatomnumbri omistamine ei pruukinud toimuda samal ajal.

Isotoobid ja aatommass

Kuidas isotoopkoostis arve mõjutab

Standardne aatommass on 138.90547(7). See väärtus kirjeldab loodusliku maise aine tavalist isotoopkoostist, mitte ühe kindla aatomi massi.

Lantaanl on vähemalt üks stabiilne isotoop. Isotoopidel on sama prootonite arv ja seega sama elemendi identiteet, kuid erinev neutronite arv ning aatommass.

Ohutus

Käitlemine ja kokkupuude

Lantaanga seotud ohud sõltuvad keemilisest vormist, annusest ja kokkupuuteviisist. Puhas element, ioonid ja ühendid võivad bioloogiliselt ning keskkonnas väga erinevalt käituda, seetõttu tuleb lähtuda konkreetse aine ohutusandmetest.