Lanthanum (La), kemisk element, et sjældent jordmetal fra gruppe 3 i det periodiske system, det vil sige prototypen for lanthanidserien af grundstoffer.
Lanthanum er et duktilt og formbart sølvhvidt metal, der er blødt nok til at blive skåret med en kniv. Det er den næstmest reaktive af de sjældne jordmetaller efter europium. Lanthanum oxideres i luft ved stuetemperatur til dannelse af La2O3. Det reagerer langsomt med vand og opløses hurtigt i fortyndede syrer, undtagen flussyre (HF) på grund af dannelsen af et beskyttende fluorid (LaF3) lag på metaloverfladen. Metallet er paramagnetisk fra 6 K (−267 ° C eller −449 ° F) til dets smeltepunkt ved 1.191 K (918 ° C eller 1.684 ° F) med en næsten temperaturuafhængig magnetisk følsomhed mellem 4 og 300 K ( −269 og 27 ° C eller −452 og 80 ° F). Lanthanum bliver superledende ved atmosfærisk tryk under 6,0 K (−267,2 ° C eller −448,9 ° F) i den ansigtscentrerede kubiske β-fase eller 5,1 K (−268,1 ° C eller -450,5 ° F) i den dobbelte lukke- pakket sekskantet α-fase.
Elementet blev opdaget som oxid (lanthana) i 1839 af Carl Gustaf Mosander, der adskiller det fra ceriumoxid (ceria). Dets navn er afledt af det græske lanthanein, der betyder “at blive skjult”, hvilket indikerer at det er vanskeligt at isolere. Lanthanum forekommer i de sjældne jordarter mineraler monazit og bastnasit. Det er lige så rigeligt som kobolt i Jordens øvre kontinentale skorpe. p>
To isotoper forekommer i naturen: stabilt lanthanum-139 (99,9119 procent) og meget langvarig radioaktivt lanthan-138 (0,0888 procent). I alt 38 radioaktive isotoper af lanthan (ekskl. nukleare isomerer) er blevet karakteriseret, i masse fra 117 til 155 og i halveringstid fra 23,5 millisekunder (lanthanum-117) til 1,02 × 1011 år (lanthanum-138). Isotopen lanthanum-140 er blevet opdaget som et fissionsprodukt i sne efter nukleare testeksplosioner.
Lanthanum koncentreres kommercielt ved krystallisering af ammoniumlanthannitrat. Ionbytning og fremgangsmåder til ekstraktion af opløsningsmidler anvendes, når der er høj renhed er ønsket. Metallet fremstilles ved elektrolyse af kondenserede vandfrie halogenider eller ved metallotermisk reduktion af dets halogenider med alkali- eller jordalkalimetaller (f.eks. Reduktion af fluor med calcium).
Højt oprenset lanthanoxid er en ingrediens i fremstilling af glas med lav spredning og høj brydning til linsekomponenter. Lanthanum bruges ofte som LaNi5-baserede hydrogenopbevaringslegeringer og genopladelige nikkel-metalhydridbatterier i hybridbiler. Lanthanum tilsættes til jernholdige legeringer (til at fjerne ilt, svovl og andre urenheder) og til ikke-jernholdige legeringer såsom superlegeringer, magnesiumlegeringer og aluminiumlegeringer. Lanthanforbindelser anvendes som værter for fosfor i fluorescerende belysning og røntgendetektorer og i petroleumssprængningskatalysatorer, en af dens største anvendelser. Misch metal (typisk 50 procent cerium, 25 procent lanthan, 18 procent neodym, 5 procent praseodym og 2 procent andre sjældne jordarter) bruges primært til lettere flints og legeringstilsætninger. Når det kombineres med jern og silicium, danner lanthan kubiske intermetalliske forbindelser med en generel kemisk formel La (Fe1-xSix) 13, der udviser den gigantiske magnetokaloriske effekt. Når disse forbindelser er hydrogeneret til ca. 1,2-1,5 hydrogenatomer pr. Formlenhed, har de magnetiske ordretemperaturer nær stuetemperatur og er derfor nyttige som magnetiske kølematerialer til applikationer i nærheden af stuetemperatur.
forbindelser, lanthanum udviser kun en oxidationstilstand, +3. Den ioniske radius er den største af de sjældne jordarter R3 + -ioner, og som følge heraf er det hvide oxid La2O3 det mest basiske sjældne jordoxid.
918 ° C (1.684 ° F)
3.464 ° C (6.267 ° F)
6.146 ( 24 ° C eller 75 ° F)
+3
5d16s2