خواص عنصر

ثابت های مادی و فراوانی وقوع در طبیعت

ایزوتوپ های عنصر

لانتانیم طبیعی از مخلوطی از ایزوتوپ پایدار با جرم 138 و ایزوتوپ رادیواکتیو با جرم 139 تشکیل شده است.

خواص بیشتر

لانتانیم یک فلز سنگین نقره ای-سفید، براق، نرم و الاستیک است. به دلیل اکسیداسیون سطحی، در هوا به سرعت آبی خاکستری می شود. این در سه تغییر رخ می دهد، که هر کدام می توانند تحت شرایط دمایی خاصی به یکدیگر تبدیل شوند: α-لانتانیم، β-لانتانیم و γ-لانتانیم. لانتانیم نقطه ذوب و جوش نسبتا پایینی دارد. متعلق به فلزات خاکی کمیاب است و فقط در ترکیبات خود حالت اکسیداسیون + III را ایجاد می کند. لانتانیم یک فلز انتقالی است که بسیار واکنش پذیر است. در هوای خشک به سرعت واکنش نشان می دهد و یک لایه اکسید سطحی تشکیل می دهد. این از لانتانیم در برابر اکسیداسیون بیشتر محافظت می کند. اگر مرطوب باشد، یک لایه هیدروکسید لانتانیم روی سطح تشکیل می شود و در هوا در دمای بالای 350 درجه سانتی گراد مشتعل می شود. لانتانیم یک فلز پایه و بسیار الکترومثبت است، بنابراین یک عامل کاهنده قوی است. با اسیدها واکنش نشان می دهد و نمک های مربوطه را تشکیل می دهد، به آرامی با آب سرد و به سرعت با آب گرم، با تکامل هیدروژن. در دماهای بالا، لانتانیم با اکسیژن مولکولی واکنش داده و تری اکسید تشکیل می دهد که با آب واکنش می دهد و هیدروکسید را تشکیل می دهد. لانتانیم تری هالیدهای مربوطه را با هالوژن، نیتریدها با نیتروژن، کاربیدها با کربن و هیدریدها با هیدروژن تشکیل می دهد. ترکیبات لانتانیم عمدتاً بی رنگ هستند و به راحتی در آب حل می شوند.

کشف

در سال 1839 در استکهلم، شیمیدان سوئدی کارل گوستاو موساندر، لانتانیم را در زمین سریت کشف کرد که قبلاً تصور می شد اکسید خالص است. از آنجایی که به معنای واقعی کلمه در زمین cerite پنهان بود، MOSANDER نام آن را “Lanthanum” با نماد شیمیایی “La” گذاشت.

وقوع/تولید

لانتانیم سی و ششمین عنصر به وفور است و یکی از عناصر کمیاب روی زمین است. در طبیعت بیشتر به شکل مواد معدنی همراه با سایر فلزات کمیاب خاکی وجود دارد. بین 2 گروه، یعنی سنگ‌های معدنی که در آن‌ها زمین‌های سریت یا خاک‌های ایتر غالب هستند و کانه‌های پیچیده، تمایز قائل می‌شوند. فلزات خاکی کمیاب سبکتر، لانتانوم تا یوروپیوم، در زمینهای سریت یافت می شوند. ذخایر اصلی در هند، اسکاندیناوی، کشورهای مستقل مشترک المنافع، ایالات متحده آمریکا، کنگو و آفریقای جنوبی هستند. خاکهای ایتر عمدتاً حاوی فلزات سنگین خاکی کمیاب گادولینیم تا لوتتیوم هستند. کانه های پیچیده عبارتند از: یوکسنیت، آلانیت، اورتیت، اپیدوت سریم، بتافیت. آنها عمدتا در اسکاندیناوی، ماداگاسکار، روسیه، آفریقای مرکزی، مالزی و ایالات متحده یافت می شوند. ذخایر عظیم باستنزیت در سال 1949 در کوه های سیرا نوادا، ایالات متحده آمریکا کشف شد. این ذخایر امروزه مهمترین منبع مواد خام برای لانتانیم و سایر فلزات خاکی کمیاب هستند. ماده اولیه برای تولید لانتانیم و سایر لانتانیدها ماسه مونازیت است. سنگ معدن ها با جداسازی گرانشی، مغناطیسی یا الکترواستاتیکی غنی می شوند. لانتانیدها با هضم با اسید سولفوریک غلیظ از عناصر باقی مانده جدا می شوند. سپس سولفات ها در آب یخ حل می شوند، سپس به صورت اگزالات با اسید اگزالیک رسوب می کنند و با بازپخت به اکسیدها تبدیل می شوند. اکسید لانتانیم (III) با تبادل یونی یا ترکیبی از تبادل یونی و تشکیل کمپلکس از سایر اکسیدها جدا می شود. اکسید لانتانیم (III) یا در دماهای بالاتر در جریانی از کلر به کلرید لانتانیم (III) یا در واکنش با هیدروژن فلوراید به لانتانیم (III) فلوراید تبدیل می‌شود. پس از آن، لانتانیم با خلوص بالا با الکترولیز نمک ذوب شده یا با احیای حرارتی فلز کلرید و فلوراید به دست می آید.

استفاده کنید

از نظر فنی، لانتانیم و ترکیبات آن به سختی نقشی ایفا می کنند. به دلیل واکنش پذیری بالا، به عنوان یک کمک آلیاژی عمل می کند. برخی از ترکیبات ظرفیت ذخیره سازی زیادی برای هیدروژن دارند و به عنوان آهنرباهای دائمی عمل می کنند. اکسید لانتانیم (II) در صنعت شیشه برای تولید شیشه با کیفیت بالا برای لنزهای دوربین استفاده می شود. لانتانیم همچنین در کاتالیزورهای احتراق گازهای خروجی برای موتورهای احتراق داخلی استفاده می شود، زیرا آنها نه تنها CO را به CO2 اکسید می کنند، بلکه همزمان اکسیدهای نیتروژن را به نیتروژن نیز کاهش می دهند.

اتصالات مهم

اینها عبارتند از La2O3، La2(SO4)3، LaF3 و LaCl3.

ساختمان

در دمای زیر 310 درجه سانتیگراد، لانتانیم یک شبکه متراکم شش ضلعی تشکیل می دهد.