Lanthan

Lanthan (La), chemisches Element, ein Seltenerdmetall der Gruppe 3 des Periodensystems, das der Prototyp der Lanthaniden-Reihe von Elementen ist.

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118 Namen und Symbole des Periodensystem-Quiz

Das Periodensystem besteht aus 118 Elementen. Wie gut kennen Sie ihre Symbole? In diesem Quiz werden Ihnen alle 118 chemischen Symbole angezeigt, und Sie müssen den Namen des chemischen Elements auswählen, das jedes darstellt.

Lanthan ist ein duktiles und formbares silberweißes Metall, das weich genug ist, um mit einem Messer geschnitten zu werden. Es ist nach Europium das zweitreaktivste der Seltenerdmetalle. Lanthan oxidiert an der Luft bei Raumtemperatur unter Bildung von La2O3. Es reagiert langsam mit Wasser und löst sich schnell in verdünnten Säuren mit Ausnahme von Flusssäure (HF), da sich auf der Oberfläche des Metalls eine schützende Fluoridschicht (LaF3) bildet. Das Metall ist von 6 K (–267 ° C oder –449 ° F) bis zu seinem Schmelzpunkt bei 1.191 K (918 ° C oder 1.684 ° F) paramagnetisch mit einer nahezu temperaturunabhängigen magnetischen Suszeptibilität zwischen 4 und 300 K (–267 ° C oder –449 ° F). –269 und 27 ° C oder –452 und 80 ° F). Lanthan wird bei atmosphärischem Druck unter 6,0 K (–267,2 ° C oder –448,9 ° F) in der flächenzentrierten kubischen β-Phase supraleitend oder 5,1 K (–268,1 ° C oder –450,5 ° F) im doppelten Nahbereich. gepackte hexagonale α-Phase.

Das Element wurde 1839 von Carl Gustaf Mosander als Oxid (Lanthana) entdeckt, der es von Ceroxid (Ceroxid) unterschied. Sein Name leitet sich vom griechischen Lanthanein ab und bedeutet „verborgen sein“, was darauf hinweist, dass es schwer zu isolieren ist. Lanthan kommt in den Seltenerdmineralien Monazit und Bastnasit vor. Es ist so häufig wie Kobalt in der oberen Kontinentalkruste der Erde.

Zwei Isotope kommen in der Natur vor: stabiles Lanthan-139 (99,9119 Prozent) und sehr langlebiges radioaktives Lanthan-138 (0,0888 Prozent). Insgesamt wurden 38 radioaktive Isotope von Lanthan (ohne Kernisomere) charakterisiert. Die Masse reicht von 117 bis 155 und die Halbwertszeit von 23,5 Millisekunden (Lanthan-117) bis 1,02 × 1011 Jahre (Lanthan-138). Das Isotop Lanthan-140 wurde nach Explosionen von Atomtests als Spaltprodukt im Schnee nachgewiesen.

Lanthan wird kommerziell durch Kristallisation von Ammonium-Lanthan-Nitrat konzentriert. Ionenaustausch und Lösungsmittelextraktionsverfahren werden bei hoher Reinheit angewendet ist erwünscht. Das Metall wird durch Elektrolyse von geschmolzenen wasserfreien Halogeniden oder durch metallotherme Reduktion seiner Halogenide durch Alkali- oder Erdalkalimetalle (z. B. Reduktion des Fluorids mit Calcium) hergestellt. Hochgereinigtes Lanthanoxid ist ein Bestandteil von die Herstellung von niedrigdispersen, hochbrechenden Gläsern für Linsenkomponenten. Lanthan wird häufig als Wasserstoffspeicherlegierung auf LaNi5-Basis und als wiederaufladbare Nickel-Metallhydrid-Batterien in Hybridautos verwendet. Lanthan wird Eisenlegierungen (zum Abfangen von Sauerstoff, Schwefel und anderen Verunreinigungen) und Nichteisenlegierungen wie Superlegierungen, Magnesiumlegierungen und Aluminiumlegierungen zugesetzt. Lanthanverbindungen werden als Wirte für Leuchtstoffe in Leuchtstofflampen und Röntgendetektoren sowie in Erdölcrackkatalysatoren verwendet, eine ihrer Hauptanwendungen. Mischmetall (typischerweise 50 Prozent Cer, 25 Prozent Lanthan, 18 Prozent Neodym, 5 Prozent Praseodym und 2 Prozent andere Seltene Erden) wird hauptsächlich für leichtere Feuersteine und Legierungszusätze verwendet. In Kombination mit Eisen und Silizium bildet Lanthan kubische intermetallische Verbindungen mit der allgemeinen chemischen Formel La (Fe1 – xSix) 13, die den riesigen magnetokalorischen Effekt aufweisen. Wenn diese Verbindungen zu etwa 1,2–1,5 Wasserstoffatomen pro Formeleinheit hydriert werden, haben sie magnetische Ordnungstemperaturen nahe Raumtemperatur und sind daher als magnetische Kühlmaterialien für Anwendungen nahe Raumtemperatur nützlich.

In Lanthan weist nur eine Oxidationsstufe auf, +3. Der Ionenradius ist das größte der Seltenerd-R3 + -Ionen, und infolgedessen ist das weiße Oxid La2O3 das alkalischste Seltenerdoxid.