Ланта́н (лат. Lanthanum, от греческого «лантано» — скрываюсь), La (читается «лантан»), химический элемент с атомным номером 57, атомная масса 138, 9055. Природный лантан состоит из двух изотопов: 139La (99, 911%) и радиоактивного 138La (-радиоактивен, период полураспада Т1/2 2.1011лет). Конфигурация двух внешних электронных слоев 5s2p6d16s2. Степень окисления +3 (валентность III).
Расположен в группе IIIВ в 6 периоде периодической системы. Вместе с неодимом и церием относится к наиболее распространенным редкоземельным элементам. Радиус атома 0, 187 нм, радиус иона La3+— от 0, 117 (координационное число 6) до 0, 150 нм (12). Энергии последовательной ионизации 5, 577, 11, 06, 19, 18 эВ. Электроотрицательность по Полингу 1, 1.
Лантан открыт в 1839 шведским химиком К. Г. Мосандером в виде оксида лантана La2 O3при исследовании примесей, содержащихся в соединениях церия.
Содержание лантана в земной коре 2, 9·10-3% (по массе). В природе вместе с другими редкоземельными элементами входит в состав минералов: монацит, бастензит, лопарит и апатит.
Получение лантана связано с разделением исходного сырья на фракции. Лантан концентрируется вместе с церием, празеодимом и неодимом. Сначала из смеси отделяют церий (используя его способность образовывать устойчивые соединения в степени окисления +4), затем оставшиеся элементы разделяют методами ионной хроматографии и экстракции. Для отделения от других лантаноидов и редкоземельных элементов лантан осаждают в виде оксалата La2(C2O4)3·9H2O, прокаливание которого приводит к образованию La2О3. Металлический лантан получают действием на LaCl3 (LaF3) кальция или электролизом расплава LaCl3 в присутствии СаСI2 или ВаСI2.
Лантан — серебристо-белый металл.
До температуры 277°C устойчив α-La с гексагональной решеткой, а = 0, 3772 нм и с = 1, 2144 нм. При температурах 277-861°C устойчив β-La с кубической решеткой типа Cu. При температуре 861-920°C устойчив γ-La с кубической решеткой типа α-Fe. Температура кипения лантана 3447°C, плотность α-La 6, 162 кг/дм3.
На воздухе лантан быстро окисляется с образованием гидратированного оксикарбоната. При нагревании до 450°C в среде кислорода La воспламеняется, образуя основной оксид La2O3. При нагревании La реагирует с N2 с образованием нитрида, с H2с образованием гидридов переменного состава. При нагревании реагирует с галогенами, серой и фосфором.
Гидроксид La(ОН)3.получают действием растворов щелочей на водорастворимые соли лантана.
Плохо растворимы в воде фторид, фосфат, карбонат, оксалат и некоторые другие соли лантана.
Лантан — легирующая добавка к алюминиевым, магнивыем, никелевым, кобальтовым сплавам, компонент миш-металла, применяемого для улучшения свойств коррозионностойкой, быстрорежущей и жаропрочной стали. Интерметаллид LaNi5 — перспективный аккумулятор. Оксисульфид и алюминат — компоненты люминофоров. Оксид лантана используют для получения оптического стекла.
Авторы: С.С. Бердоносов, П.С. Бердоносов
- Редкоземельные элементы. Технология и применение / Под ред. Ф. Виллани (пер. с англ.). М., 1985.