Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Lantaani

Alkuaine · viitesivu

57La

Lantaani

Lantaani on järjestysluvun 57 alkuaine (La). Se sijaitsee jaksossa 6, ryhmässä — ja f-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Xe] 5d16s2.

Järjestysluku57

Standardiatomipaino138.90547(7)

Ryhmä—

Jakso6

Lohkof

Elektronikonfiguraatio[Xe] 5d16s2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Lantanoidien 4f-alakuori täyttyy jakson edetessä. Hapetusluku +3 on tavallinen, mutta f-elektronit tuottavat huomattavia eroja magneettisiin ja optisiin ominaisuuksiin.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Xe] 5d16s2. 4f-elektronit ovat osittain ulompien elektronien suojaamia, minkä vuoksi vierekkäisten lantanoidien kemia voi olla hyvin samankaltaista.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Lantanoidit esiintyvät usein +3-ioneina oksideissa, halogenideissa ja koordinaatioyhdisteissä. Niiden kemia on keskenään hyvin samankaltaista, vaikka f-elektronit tuottavat eroja magneettisiin ja optisiin ominaisuuksiin.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 6.162 g/cm³. Sulamispiste on 1 192 K (918.9 °C). Kiehumispiste on 3 737 K (3 464 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä lantaani liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: optiset linssit, akut ja paristot ja katalyytit.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Optiset linssit

Yksi käytännön yhteys on optiset linssit. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Akut ja paristot

Yksi käytännön yhteys on akut ja paristot. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Katalyytit

Lantaani-alkuaineeseen perustuvia materiaaleja käytetään katalyytteinä, kun niiden pinta tai hapetusaste nopeuttaa reaktiota kulumatta kokonaisreaktiossa.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Lantaani sijaitsee jaksossa 6 ja ryhmässä 3. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Cesium, Barium, Cerium, Praseodyymi.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokituslantanoidi

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 18 · 18 · 9 · 2

Tiheys6.162 g/cm³

Sulamispiste1 192 K (918.9 °C)

Kiehumispiste3 737 K (3 464 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus1.1

Ensimmäinen ionisaatioenergia538.1 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti53 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään Carl Gustaf Mosander. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 57 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 138.90547(7). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Turvallisuus riippuu kemiallisesta muodosta, annoksesta ja altistusreitistä. Puhdas alkuaine, ionit ja yhdisteet voivat vaikuttaa elimistöön ja ympäristöön hyvin eri tavoin, joten käytettävän aineen omat turvallisuustiedot on tarkistettava.