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{{원소 정보/란타넘}}
[[파일:Lanthan 1-cropflipped.jpg|thumb]]
'''란타넘'''(←{{llang|en|Lanthanum|랜서넘}}) 또는 '''란탄'''(←{{llang|de|Lanthan|란탄}}), '''란타늄'''(←{{llang|nl|lanthanium|란트하니윔}})은 [[화학 원소]]로 기호는 '''La'''(←{{llang|la|Lanthanum|란타눔}}), [[원자 번호]]는 57이다. 란타넘은 은백색의 [[금속]]으로 대개 [[란타넘족]]으로 분류한다. [[세륨]](Ce)이나 [[희토류 원소]]와 함께 산출된다. 란타넘은 가단성과 연성이 있고, 칼로 자를 수 있을 만큼 무르다. [[희토류 원소]] 중에 가장 반응성이 크다. 단, 대부분의 [[란타넘족]] 원소들이 자성이 있는 데 반해 란타넘은 자성이 없다. 인간의 몸에서 생물학적인 역할은 하지 않는 것으로 알려져 있으나 몇몇 박테리아에게는 필수적이다. 란타넘의 [[원소 기호|원소기호]]는 La, [[원자 번호|원자번호]]는 57, [[원자량]]은 138.906이다. [[녹는점]]은 921°C이고, [[끓는점]]은 3457°C이다. 란타넘은 [[라이터]] 돌을 만드는 데 쓰이는 미시메탈(Mischmetal)이라는 합금을 만드는 데 쓰인다. 란타넘 [[화합물]]의 또 다른 이용 예로는 전자 열음극(electron hot cathode), [[가스 텅스텐 아크 용접]](GTAW)에서 쓰이는 [[전극]], [[촉매]] 등이 있다. 산화 란타넘을 카메라 렌즈용 유리에 첨가하면 [[빛]]의 [[굴절률]]이 높아진다. 또 탄화 란타넘(LaCO<sub>3</sub>)은 신장 기능 부전으로 인한 혈중 [[인산염]] [[농도]]의 증가를 막는다. 

란타넘은 [[탄소]](C), [[질소]](N), [[붕소]](B), [[셀레늄]](Se), [[규소]](Si), [[인]](P), [[황]](S), [[할로젠]]([[플루오린|F]], [[염소 (원소)|Cl]], [[브로민|Br]], [[아이오딘|I]] 등) 등과 직접 반응한다. 공기와 접촉하면 급격하게 [[산화·환원 반응|산화]]한다. 차가운 [[물]]과는 느리게, 뜨거운 물과는 빠르게 반응한다. 공기 중에 그냥 두면 빠르게 색깔이 변한다. 모나자이트(monazite)와 배스트내사이트(bastnäsite) 등 희토류 원소가 들어 있는 광석에서 발견된다. 또한 [[우라늄]], [[토륨]], [[플루토늄]]의 [[핵분열]]로 [[원자로]]에서도 만들어진다. [[스웨덴]]의 [[화학자]]인 무산더(Carl Gustaf Mosander)가 1839년에 질산 세륨의 불순물로써 처음으로 란타넘을 확인했다. 란타넘은 다른 [[란타넘족]] 원소들과 [[화학적 성질]]이 유사해 분리 방법이 복잡하기 때문에 순수한 란타넘 [[금속]]은 1923년에 와서야 분리되었다.

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== 성질 ==

=== 물리학적 성질 ===
란타넘은 [[란타넘족|란타넘족의]] 기준이자 첫번째 원소이다. [[주기율표]]상에서 알칼리토금속인 바륨 오른쪽, 란타넘족 원소인 세륨 왼쪽에 위치하고 있다. 가끔 이 분류에 논란이 있기는 하지만 란타넘은 [[스칸듐]], [[이트륨]], 그리고 방사성이 있는 [[악티늄]]과 함께 3족 원소로 분류되기도 한다. 이들과 비슷하게 란타넘의 [[최외각전자]] 수는 3개이다. 즉 란타넘은 대부분의 [[화학 반응]]에서 3가의 [[양이온]] 형태로 반응해 비활성 기체 [[제논 (원소)|제논]](Xe)과 같은 전자 배치를 갖는다. 몇몇 2가의 양이온 형태의 란타넘 화합물이 알려져 있으나 안정성이 적다. 

란타넘족에서 란타넘은 예외적으로 4f 궤도의 [[전자]]를 가지지 않는다. 란타넘의 [[전자 배치|전자배치]]는 [Xe]5d<sup>1</sup>6s<sup>2</sup>로 [[스칸듐]](Sc), [[이트륨]](Y), [[악티늄]](Ac)과 같이 [[비활성 기체]] 중심에 [[최외각전자|최외각 전자]] 세 개가 있는 전자 배치를 가지고 있다. 사실  4f 오비탈의 순간적인 축소와 에너지 준위의 감소([[란타넘족 수축]] Lanthanide contraction 이라고 한다)는 란타넘족 원소들의 화학에서 중요한 역할을 하는데, 이는 란타넘 다음 란타넘족 원소인 [[세륨]](Ce)에서부터 처음 나타나기 시작한다. 그래서 란타넘은 다른 란타넘족 원소들이 가지는 강한 [[상자성]]과는 다르게 매우 약한 상자성을 띤다.(4f 궤도가 가득 차있는 끝의 [[이터븀]]이나 [[루테튬]]은 예외이다) 란타넘족 원소들의 녹는점이 6s, 5d, 4f [[전자껍질]]의 전자들과 관련이 있기 때문에 란타넘은 란타넘족 원소들 중 두번째로 [[녹는점]]이 낮다.(란타넘의 녹는점은 920 °C이고 가장 녹는점이 낮은 란타넘족 원소는 [[세륨]]이다) 란타넘족은 [[주기율표]]의 오른쪽으로 갈수록 강도가 커지는 경향이 있다. 따라서 란타넘은 꽤 무른 [[금속]]이다. 란타넘은 실온에서 615 nΩm의 비교적 높은 [[전기저항]]을 가지고 있다. 비교해보자면 아주 좋은 전도체인 [[알루미늄]]의 경우 실온에서 26.5 nΩm밖에 되지 않는다. 또한 란타넘은 가장 휘발성이 작은 란타넘족 원소이다. 실온에서 란타넘은 대부분의 다른 란타넘족 원소들처럼 육각 결정구조를 가지고 있고 310 °C에서는 [[면심 입방 격자|면심입방격자]], 865 °C에서는 [[체심 입방 격자|체심입방격자]] 구조가 된다.

=== 화학적 성질 ===
원소의 주기적 성질에서 예측할 수 있듯이, 란타넘은 다른 [[란타넘족]] 원소들과 안정한 [[3족 원소]]들보다 큰 [[원자 반지름]]을 가진다. 그로 인해, 란타넘은 그 원소들보다 반응성도 크다. 공기 중에서는 천천히 산화하며 불을 붙일 시 즉시 [[연소]]하여 산화 란타넘(III) 즉 La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>을 생성하는데, 이 산화물은 [[산화 칼슘]](CaO) 만큼 강한 [[염기성]]을 띤다. [[센티미터]] 크기의 란타넘 조각은 1[[년]] 안에 완전히 산화하는데 그것은 [[철]](Fe)처럼 [[산화물]]이 벗겨져 나가기 때문이다. 반대로 [[알루미늄]](Al)이나 란타넘 위쪽에 위치한 [[스칸듐]](Sc)과 [[이트륨]](Y)은 표면에 산화피막을 형성하여 더 이상의 [[산화·환원 반응|산화]]를 막을 수 있다. 란타넘은 [[상온]]에서 [[할로젠]] 원소들과 반응해 삼할로젠화물을 생성하고, 가열할 시 [[질소]](N), [[탄소]](C), [[황]](S), [[인]](P), [[붕소]](B), [[셀레늄]](Se), [[규소]](Si), 그리고 [[비소]](As) 같은 [[원소 (화학)|원소]]들과 이원화물(binary compound)을 생성할 수 있다. 란타넘은 [[물]]과 서서히 반응해 [[수산화물]]인 수산화 란타넘(III) 즉 La(OH)<sub>3</sub>를 생성한다. 묽은 [[황산]] 용액에서 란타넘은 즉시 수화(aquate)되어 3+의 [[전하]]를 가지는 [[이온]]인 [La(H<sub>2</sub>O)<sub>9</sub>]<sup>3+</sup>를 생성한다. 그 이온은  La<sup>3+</sup>이 [[f 오비탈]]에 전자를 가지지 않으므로 [[수용액]]에서 색을 나타내지 않는다. 란타넘은 [[란타넘족]] 원소들과 3족 원소들 보다 더 강한 [[염기]]로, 이것도 원자 반지름의 크기에서 예측될 수 있는 사실이다. 

=== 화합물 ===
산화 란타넘은 흰색 [[고체]]로, 성분 원소들의 직접적인 [[화학 반응|반응]]으로 생성될 수 있다. La<sup>3+</sup>이온의 큰 크기로 인해, La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>는 7의 [[배위수]]를 가지는 [[육각 결정계|육각 결정]] 구조를 가지는데, 이는 높은 온도에서 산화 스칸듐(Sc<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)과 산화 이트륨(Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)과 같은 [[배위수]]가 6인 구조로 바뀐다. [[물]]과 반응해서 수산화 란타넘을 생성할 때 많은 열이 발생하기 때문에([[발열 반응]]) 치이익 하는 소리가 난다. 수산화 란타넘은 공기 중의 [[이산화 탄소|이산화탄소]]와 반응하여 탄산 란타넘을 생성한다. 

플루오린화 란타넘은 물에 [[불용성]]이므로 [[수용액]] 내에 La<sup>3+</sup> 이온이 있는지 확인하는 데 쓰인다. 나머지 할로젠화물은 물에 잘 용해된다. 이런 무수의(inhydrous) 할로젠화물은 산화 란타넘의 경우처럼 성분 [[원소 (화학)|원소]]들의 직접적인 반응으로 생성된다. 수화된 LaCl<sub>3</sub>를 가열하면 LaOCl이 생성된다. 

란타넘은 [[수소]](H)와 반응해 2[[수소화물]](dihydride)인 LaH<sub>2</sub>를 생성하는데, 이는 검은색을 띠고 전도성이 있으며 잘 부서지는, 플루오린화 칼슘(CaF<sub>2</sub>)과 같은 구조를 가진 [[화합물]]이다.  이 [[화합물]]에 [[수소]]가 흡수되면 [[전기 전도도]]가 낮아지는 현상을 수반하면서 더 일반적인 [[염]]의 성질을 나타내는 LaH<sub>3</sub>가 생성된다. LaI<sub>2</sub>처럼 LaI, LaH<sub>2</sub>는 아마도 [[전자]]가 [[음이온]] 역할을 하는 전자화물(electride compound)일 것으로 생각된다. 

La<sup>3+</sup>의 큰 이온 [[반지름]]과 란타넘 자체의 전기 양성적인 성질에 의해서 란타넘은 [[공유 결합]] [[화합물]]을 별로 만들지 않는다. 옥살산 란타넘은 [[알칼리 금속]] 옥살산화물 [[용액]]에 그렇게 많이 녹지는 않고, [La(acac)<sub>3</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>2</sub>]는 500 [[섭씨|°C]] 정도의 [[온도]]에서 분해된다. [[산소]](O)는 가장 일반적으로 란타넘의 [[배위화합물]]에 포함되는데, 대부분 [[이온성 화합물|이온성]]이고 6 이상의 높은 배위수를 가진다. 8의 배위수를 가지는 것이 가장 일반적이고, [[엇사각기둥]](antiprismatic)이나 [[십이면체]]의 일종인 dodecadeltahedron(영문 [[:en:Snub disphenoid|Snub disphenoid]] 문서 참조) 구조를 가진다. [[킬레이트]] [[리간드]]의 사용으로 12의 높은 [[배위수]]를 가지는 La<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>·9H<sub>2</sub>O 같은 화합물은 [[입체화학]]적 요인에 의해 [[대칭성]]이 적다. 

란타넘의 [[화학]]은 해당 원소의 [[전자 배치]]로 인하여 [[파이 결합|π 결합]]을 포함하지 않는다. 즉 란타넘의 [[유기금속화학|유기금속 화학]]은 꽤 제한적이다. 대표적인 유기 란타넘 화합물은 사이클로펜타디엔 복합체인 La(C<sub>5</sub>H<sub>5</sub>)<sub>3</sub>로, 무수의 LaCl<sub>3</sub>을 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran)이나 이의 [[메틸기|메틸]](methyl)기를 대체한 파생물 안에서 NaC<sub>5</sub>H<sub>5</sub>와 반응시켜서 생성된다.

=== 동위원소 ===
(참조: [[란타넘 동위 원소]], [[동위 원소 표]])자연적인 란타넘은 두 가지 [[동위 원소|동위원소]] 형태로 존재하는데, 그 둘은 안정한 [[란타넘-139|<sup>139</sup>La]]와 [[반감기]]가 긴 [[방사성 동위 원소|방사성 동위원소]]인 <sup>138</sup>La이다. 전체 란타넘의 99.910 % 가<sup>139</sup>La이고 [[S과정|s 과정]]과 [[R-과정|r 과정]]에 의해서 생성되었다. 아주 희귀한 동위원소인 <sup>138</sup>La는 1.05×10<sup>11</sup>의 긴 [[반감기]]를 가지는, [[지구]]가 생성되기 전 존재했던 몇 안되는 [[양성자]]와 [[중성자]]의 개수 모두가 홀수인 동위원소이다. <sup>138</sup>La는 더 희귀한 동위원소인 <sup>180m</sup>Ta처럼 원자핵에 양성자가 많은 동위원소이고 이것은 s 나 r 과정에서 생성될 수 없음을 의미한다. 그 대신 이러한 동위원소들은 ν-과정에서 생성된다. ν-과정에서는 [[렙톤]](lepton, 경입자)의 일종인 [[중성미자]]들이 [[안정 동위 원소|안정한 동위원소]]와 상호작용한다. <sup>139</sup>La와 <sup>138</sup>La를 제외한 나머지 [[동위 원소|동위원소]]들은 인공적이다. 인공적인 동위원소 중에 60,000 [[년]]의 [[반감기]]를 가지는 <sup>137</sup>La를 제외한 나머지는 반감기가 하루 미만이고 대부분은 반감기가 1[[분]]을 넘지 못한다. <sup>139</sup>La와 <sup>140</sup>La는 [[우라늄]](U)의 [[핵분열]] 산물로 생성된다.

== 외부 링크 ==
{{위키공용과 분류|Lanthanum}}
* {{네이버캐스트|14030}}
* {{언어링크|en}} [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/La/index.html 란타넘 - WebElements.com]

{{원소 주기율표}}

{{전거 통제}}

[[분류:란타넘| ]]
[[분류:란타넘족]]
[[분류:화학 원소]]
[[분류:환원제]]
[[분류:GABAA 양성 알로스테릭 조절자]]