Nguyên tố hóa học · trang tham khảo

57La

Lantan

Lantan là nguyên tố hóa học có số hiệu nguyên tử 57, ký hiệu La. Nó nằm ở chu kỳ 6, nhóm —, khối f. Ở nhiệt độ phòng, trạng thái tham chiếu là rắn; cấu hình electron là [Xe] 5d16s2.

Số hiệu nguyên tử57

Nguyên tử khối chuẩn138.90547(7)

Nhóm—

Chu kỳ6

Khốif

Cấu hình electron[Xe] 5d16s2

Cấu trúc electron

Yếu tố nào chi phối hóa học của nguyên tố

Các nguyên tố họ lantan đặc trưng bởi quá trình điền electron vào phân lớp 4f. Trạng thái oxi hóa +3 thường chi phối hóa học của dãy này, trong khi các electron f chưa ghép đôi tạo ra nhiều tính chất từ và quang học đáng chú ý.

Cấu hình electron của Lantan là [Xe] 5d16s2. Electron 4f được che chắn tương đối mạnh nên các nguyên tố họ lantan lân cận có hành vi hóa học khá giống nhau; chính vì vậy việc tách riêng từng nguyên tố thường khó hơn nhiều so với việc tách các nhóm nguyên tố khác nhau.

Các dạng hóa học

Hợp chất, ion và vật liệu

Các nguyên tố họ lantan thường gặp dưới dạng ion +3 trong oxide, halide và phức chất phối trí. Các hợp chất của Lantan có hóa học gần với các nguyên tố họ lantan lân cận, trong khi cấu trúc electron f tạo nên những khác biệt về từ tính, quang phổ và màu sắc.

Tính chất vật lý

Trạng thái và chuyển pha

Trạng thái tham chiếu ở nhiệt độ phòng là rắn. Mật độ được liệt kê là 6.162 g/cm³. Điểm nóng chảy là 1 192 K (918.9 °C). Điểm sôi là 3 737 K (3 464 °C). Áp suất, độ tinh khiết, cấu trúc tinh thể hoặc dạng thù hình có thể làm thay đổi các giá trị vật lý đo được.

Sự hiện diện và ứng dụng

Lantan được gặp và sử dụng ở đâu

Trong thực tế, Lantan thường được gặp trong các ứng dụng liên quan đến thấu kính quang học, pin và ắc quy và chất xúc tác. Tùy trường hợp, tính chất được khai thác có thể thuộc về nguyên tố tinh khiết, một hợp chất, hợp kim hoặc một đồng vị cụ thể.

Trong thực tế

Ví dụ về các ứng dụng thực tế

Thấu kính quang học

Trong lĩnh vực thấu kính quang học, Lantan hoặc các hợp chất của nó được lựa chọn vì những tính chất hóa học, vật lý hoặc hạt nhân phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Pin và ắc quy

Lantan xuất hiện trong một số hệ pin, vật liệu điện cực hoặc chất điện ly; vai trò cụ thể phụ thuộc vào hợp chất và thiết kế của pin.

Chất xúc tác

Lantan hoặc các hợp chất của nó được dùng làm chất xúc tác để tăng tốc phản ứng mà không bị tiêu hao trong cân bằng phản ứng tổng thể.

Vị trí tuần hoàn

Các nguyên tố lân cận cho biết điều gì

Lantan nằm ở chu kỳ 6 trong dãy f. Các nguyên tố lân cận được hiển thị ở đây gồm Xêsi, Bari, Xeri và Praseodymi. So sánh theo dãy này giúp thấy sự biến đổi tuần tự của bán kính nguyên tử, cấu hình electron, trạng thái oxi hóa và các tính chất từ hoặc quang học.

Dữ liệu tham khảo

Tính chất vật lý và nguyên tử

Phân loạihọ lantan

Trạng thái ở nhiệt độ phòngrắn

Các lớp electron2 · 8 · 18 · 18 · 9 · 2

Mật độ6.162 g/cm³

Điểm nóng chảy1 192 K (918.9 °C)

Điểm sôi3 737 K (3 464 °C)

Độ âm điện Pauling1.1

Năng lượng ion hóa thứ nhất538.1 kJ/mol

Ái lực electron53 kJ/mol

Các giá trị mô tả nguyên tố hoặc nguyên tử trung hòa khi thích hợp. Dữ liệu vật lý có thể phụ thuộc vào dạng thù hình, áp suất và điều kiện đo.

Lịch sử

Phát hiện và nhận diện

Việc phát hiện Lantan gắn với Carl Gustaf Mosander. Việc nhận ra một nguyên tố mới, tách được mẫu đủ tinh khiết và gán số hiệu nguyên tử hiện đại không nhất thiết diễn ra cùng một thời điểm, nên lịch sử phát hiện cần được đọc theo từng mốc.

Đồng vị và nguyên tử khối

Thành phần đồng vị làm thay đổi các con số như thế nào

Nguyên tử khối chuẩn là 138.90547(7). Giá trị này phản ánh thành phần đồng vị của vật chất tự nhiên trên Trái Đất, không phải khối lượng của một nguyên tử riêng lẻ.

Lantan có ít nhất một đồng vị bền. Các đồng vị có cùng số proton nên vẫn là cùng một nguyên tố, nhưng khác số neutron và vì vậy khác khối lượng nguyên tử.

An toàn

Xử lý và phơi nhiễm

Nguy cơ liên quan đến Lantan phụ thuộc vào dạng hóa học, liều lượng và đường phơi nhiễm. Nguyên tố tinh khiết, ion và các hợp chất của nó có thể có tác động sinh học và môi trường rất khác nhau, vì vậy cần kiểm tra dữ liệu an toàn của chất thực tế được sử dụng.