Լանթան

Լանթան (լատ.՝ Lanthanum), քիմիական տարր է, որի նշանն է La: Երրորդ խմբի երկրորդական ենթախմբի տարր է, գտնվում է 6-րդ պարբերությունում։ Ատոմային համարը 57 է, ատոմային զանգվածը՝ 138,9055 է։ Ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքը՝ 5d6s2։ Ունի երկու կայուն իզոտոպ՝ 139La (99,911 %) և 138La (0,089 %)։ Լանթանը սպիտակ-արծաթափայլ մետաղ է։


== Պատմություն ==
Հայտնաբերել է շվեդ քիմիկոս Կ. Գ. Մոսանդերը (1839)։
Լանթանը մոտ 36 տարի հնարավոր չի եղել հայտնաբերել։ 1803 թվականին շվեդ քիմիկոս 24 ամյա Բերցիլիուսը ուսումնասիրում էր մի նյութ, որը այժմ հայտնի է ցերիտ անվամբ։ Նա այդ նյութում հայտնաբերել էր իտրիումային մաս, և ևս մեկ այլ տարր, որը շատ նման էր իտրիումային մասին։ Վերջինիս անվանեց ցերիում։
1826 թվականին Կարլ Մոզանդերը ուսումնասիրեց ցերիումային մասը, և հանգեց այն եզրակացության, որ այն համասեռ չէ, և բացի ցերիումից, պարունակում է նաև այլ նոր տարր։ Բայց այդ փաստը հաջողվեց ապացուցել միայն 1839 թվականին, երբ նա կարողացավ առանձնացնել նոր տարրը։ Բերցիլիուսի առաջարկմամբ տարրն անվանեցին լանթան։ հունարեն՝ λανθάνω - թաքնվում եմ, հալվում եմ։
Մետաղական 1 գրամ լանթանի գինը, որն ունի 99-99.9 մաքրություն, կազմում է 2-4 դոլար։


== Ստացում ==
Ստացվում է LaCl3-ի հալույթի էլեկտրոլիզով և այլ եղանակներով։


== Ֆիզիկական հատկություններ ==
Պարզագույն միացությունը լանթանն է, փայլուն մետաղ է, արծաթագույն-սպիտակ գույնով, մաքուր վիճակում փափուկ և մածուցիկ է։ Համարվում է շատ քիչ տարածված տարրերից մեկը։ Լանթանը ցերիումի և նեոդիմի հետ համարվում է երկրի վրա հազվադեպ հանդիպող տարրից մեկը։ Լանթանի պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է 2,9•10−3% ըստ զանգվածի, իսկ ծովային ջրում՝ 2,9•10−6մգ/լref name="ХЭ"/>։
Փայլուն մետաղ է, արծաթագույն-սպիտակ գույնով, մաքուր վիճակում փափուկ և մածուցիկ է։ Լանթանն ունի վատ պարամագնիսական հատկություններ։ Ունի երեք բյուրեղական մոդիֆիկացիա՝ α-La, β-La, և γ-La: Անցման ջերմաստիճանը կազմում է α↔β 277 °C և β↔γ 861 °C:
Մի մոդիֆիկացիայից մեկին անցնելիս լանթանի խտությունը փոխվում է։ Լանթանը կարծրությամբ նման է անագին։ Հալման ջերմաստիճանը կազմում է 915-925 °C, իսկ եռման ջերմաստիճանը 4515 °C է։


== Քիմիական հատկություններ ==
Իր քիմիական հատկություններով լանթանը նման է իրեն հաջորդող 14 քիմիական էլեմենտներին, այդ պատճառով նրանց անվանում են լանթանոիդներ։ Խոնավ օդում լանթանը վեր է ածվում լանթանի կարբոնատի։ La2O3-ը սպիտակ ամորֆ փոշի է, ջրում չի լուծվում, լուծվում է թթուներում։

  
    
      
        
          
            4
            L
            a
            +
            3
            
              O
              
                2
              
            
             
            
              
                →
                
              
            
             
            2
            L
            
              a
              
                2
              
            
            
              O
              
                3
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {4La+3O_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 2La_{2}O_{3}}}}
  
  
    
      
        
          
            L
            
              a
              
                2
              
            
            
              O
              
                3
              
            
            +
            2
            C
            
              O
              
                2
              
            
            +
            
              H
              
                2
              
            
            O
             
            
              
                →
                
              
            
             
            2
            L
            a
            C
            
              O
              
                3
              
            
            (
            O
            H
            )
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {La_{2}O_{3}+2CO_{2}+H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ 2LaCO_{3}(OH)}}}
  450 °C ջերմաստիճանում թթվածնում այրվում է, առաջացնելով լանթանի (III) օքսիդ

  
    
      
        
          
            4
            L
            a
            +
            3
            
              O
              
                2
              
            
             
            
              
                →
                
                  
                    450
                    
                      o
                    
                  
                  C
                
              
            
             
            2
            L
            
              a
              
                2
              
            
            
              O
              
                3
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {4La+3O_{2}\ {\xrightarrow {450^{o}C}}\ 2La_{2}O_{3}}}}
   (450 °C)Դանդաղ փոխազդում է սառը ջրում, և արագ՝ տաք ջրի հետ, առաջացնելով լանթանի հիդրօքսիդ (III)։ 2La(OH)3-ը դոնդողանման սպիտակ նստվածք է, CO2-ի հետ փոխազդելիս վեր է ածվում կարբոնատի։
2La+6H2O=>2La(OH)3+3H2 (90 °C)
Տաքացման պայմաններում լանթանը ռեակցիայի մեջ է մտնում ֆտորի, քլորի, բրոմի և յոդի հետ, առաջացնելով համապատասխանաբար ֆտորիդ, քլորիդ, բրոմիդ և յոդիդ։

  
    
      
        
          
            2
            L
            a
            +
            3
            
              F
              
                2
              
            
             
            
              
                →
                
                  
                    100
                    
                      o
                    
                  
                  C
                
              
            
             
            2
            L
            a
            
              F
              
                3
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2La+3F_{2}\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ 2LaF_{3}}}}
  
  
    
      
        
          
            2
            L
            a
            +
            3
            C
            
              l
              
                2
              
            
             
            
              
                →
                
                  
                    100
                    
                      o
                    
                  
                  C
                
              
            
             
            2
            L
            a
            C
            
              l
              
                3
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2La+3Cl_{2}\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ 2LaCl_{3}}}}
  
  
    
      
        
          
            2
            L
            a
            +
            3
            B
            
              r
              
                2
              
            
             
            
              
                →
                
                  
                    t
                    
                      o
                    
                  
                  C
                
              
            
             
            2
            L
            a
            B
            
              r
              
                3
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2La+3Br_{2}\ {\xrightarrow {t^{o}C}}\ 2LaBr_{3}}}}
  
  
    
      
        
          
            2
            L
            a
            +
            3
            
              I
              
                2
              
            
             
            
              
                →
                
                  
                    t
                    
                      o
                    
                  
                  C
                
              
            
             
            2
            L
            a
            
              I
              
                3
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2La+3I_{2}\ {\xrightarrow {t^{o}C}}\ 2LaI_{3}}}}
  Հեշտ է փոխազդում հանքային թթուների հետ, առաջացնելով La+3 իոն և ջրածին։

  
    
      
        
          
            2
            L
            a
            +
            3
            
              H
              
                2
              
            
            S
            
              O
              
                4
              
            
             
            
              
                →
                
                  
                    H
                    
                      2
                    
                  
                  O
                
              
            
             
            2
            L
            
              a
              
                3
                +
              
            
            +
            3
            S
            
              O
              
                4
              
              
                2
                −
              
            
            +
            3
            
              H
              
                2
              
            
            ↑
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2La+3H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {H_{2}O}}\ 2La^{3+}+3SO_{4}^{2-}+3H_{2}\uparrow }}}
  Լանթանի նիտրատները, կարբոնատները տաքացման պայմաններում առաջացնում են օքսիդ։ Լանթանի ացետատը իրեն պահում է օսլայի պես, երբ նրան ավելացնում են յոդ։ Այդ հատկությունն օգտագործվում է, երբ խառնուրդների մեջ պետք է պարզել լանթանի գոյությունը։


== Լանթանի և նրա միացությունների կիրառություններ ==

Մաքուր լանթանը գործնականում չի օգտագործվում, իր բարձր գնի պատճառով։ Առաջին անգամ լանթանը կիրառել են ցանցերի (газокалильных сетках) արտադրության մեջ։ Լանթանի օքսիդը և բորիդը օգտագործվում են էլեկտո-վակումային լամպերում։
Օգտագործվում է նաև որպես նիկելի, մանգանի և կոբալտի համաձուլվածքների բաղադրատարր։ La(Ni3.55Mn0.4Al0.3Co0.4Fe0.35) միացությունն օգտագործվում է նիկելի մետաղ-հիդիդային մարտկոցների անոդային մատերիալ։ Տիպիկ հիբրիդային ավտոմոբիլ Toyota Prius-ի արտադրության համար պահանջվում է 10-15 կգ լանթան, որն այնտեղ գտնվում է մարտկոցի բաղադրության մեջ։
Լանթանն ունի ջրածին կլանելու հատկություն։ Մեկ ծավալ լանթանն ունակ է հետադարձ ադսորբցիայի պրոցեսում կլանելու 400 ծավալ ջրածին։ 
Լանթանի աղերը անգույն բյուրեղանման նյութեր են։ Լուծվող աղերն են՝ նիտրատները, հալոգենիդնեը, սուլֆատները, չլուծվողները՝ ֆտորիդները, ֆոսֆատները, կարբոնատները։ Լանթանի օքսիդը՝ La2O3-ը մտնում է հատուկ ապակիների և բարձրջերմաստիճանային կերամիկաների բաղադրության մեջ։


== Իզոտոպներ ==
Բնության մեջ լանթանը հանդիպում է երկու իզոտոպների տեսքով՝ 139La՝ ռադիոակտիվ, և 138La, որի կյանքի տևողությունը կազմում է 1,02•1011 տարի։ Ավելի տարածված իզոտոպ է համարվում 139La-ը, որը խառնուրդում կազմում է 99,911 %։
Արհեստականորեն ստացվել են 39 անկայուն իզոտոպներ, 117-155 զանգվածային թվերով, և 12 միջուկաին իզոմերներ։ Լանթանը համարվում է քիչ թունավոր նյութ։ Լանթանի մետաղական փոշին, կամ նրա մանր մասերը ընկնելով շնչուղիներ, կարող են գրգռել, կամ առաջացնել պնևմոնիա հիվանդությունը։


== Տես նաև ==
Պարբերական աղյուսակ


== Ծանոթագրություններ ==


== Գրականություն ==
Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
The Industrial Chemistry of the Lanthanons, Yttrium, Thorium and Uranium, by R. J. Callow, Pergamon Press, 1967
Extractive Metallurgy of Rare Earths, by C. K. Gupta and N. Krishnamurthy, CRC Press, 2005
Nouveau Traite de Chimie Minerale, Vol. VII. Scandium, Yttrium, Elements des Terres Rares, Actinium, P. Pascal, Editor, Masson & Cie, 1959
Chemistry of the Lanthanons, by R. C. Vickery, Butterworths 1953


== Արտաքին հղումներ ==
«Lanthanum» (անգլերեն)։ WebElements։ Վերցված է 2013 թ․ հուլիսի 25