logo
Получение, свойства и применение лантана

2. Свойства

Физические свойства лантана

ЛАНТАН (от греч. lanthano - скрываюсь; лат. Lanthanum) La, хим. элемент III гр. периодич. системы, атомный номер 57, атомная масса 138,9055; относится к редкоземельным элементам. Природный лантан состоит из двух изотопов 139La (99,911 %) и радиоактивного 138La (0,089%).

Содержание лантана в земной коре 2,9.10-3 % по массе, в морской воде 2,9.10-6 мг/л. Вместе с др. РЗЭ содержится в монаците, бастнезите, лопарите и апатите.

ЛАНТАН

Атомный номер

57

Внешний вид

мягкий, ковкий, вязкий металл серебристо-белого цвета

Свойства атома

Атомная масса (молярная масса)

138.9055 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома

187 пм

Энергия ионизации (первый электрон)

541.1 (5.61) кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация

[Xe] 5d1 6s2

Термодинамические свойства

Плотность

6.162 г/см3

Удельная теплоёмкость

0.197 Дж/(K·моль)

Теплопроводность

13.4 Вт/(м·K)

Температура плавления

1194 K

Теплота плавления

8.5 кДж/моль

Температура кипения

3730 K

Теплота испарения

402 кДж/моль

Молярный объём

22.5 см3/моль

Химические свойства

Ковалентный радиус

169 пм

Радиус иона

101.(+3e) 6 пм

Электроотрицательность

1,10

Электродный потенциал

2.38 В

Степени окисления

7, 6, 4, 3, 2, 0, -1

Кристаллическая решётка

Структура решётки

гексагональная

Период решётки

3.750 A

Отношение c/a

1.619

Температура Дебая

132.00 K

Химические свойства

По химическим свойствам лантан обыкновенен, но чрезвычайно тугоплавок. В сухом воздухе он не изменяется - окисная пленка надежно защищает от окисления в массе. Но если воздух влажен (а в обычных земных условиях он влажен почти всегда), металлический лантан постепенно окисляется до гидроокиси. В кислороде при нагревании до 450°C он сгорает ярким, пламенем (при этом выделяется довольно много тепла). Если же прокаливать его в атмосфере азота, образуется черный нитрид. В хлоре лантан загорается при комнатной температуре, а с бромом и иодом реагирует лишь при нагревании. Хорошо растворяется в минеральных кислотах, с растворами щелочей не реагирует. Во всех соединениях лантан проявляет валентность 3+.

Реакция водородом и лантаном начинается уже при комнатной температуре и идет с выделением тепла. Образуются гидриды переменного состава, поскольку одновременно лантан поглощает водород - тем интенсивнее, чем выше температура.