Lantaani
|
|||||
| Yleistä | |||||
| Nimi | Lantaani | ||||
| Tunnus | La | ||||
| Järjestysluku | 57 | ||||
| Luokka | Lantanoidit | ||||
| Lohko | d | ||||
| Ryhmä | 3, siirtymäalkuaine | ||||
| Jakso | 6 | ||||
| Tiheys | 6,162×103 kg/m3 | ||||
| Kovuus | - (Mohsin asteikko) | ||||
| Väri | Hopean valkoinen | ||||
| Löytövuosi, löytäjä | 1839, C. G. Mosander | ||||
| Atomiominaisuudet | |||||
| Atomipaino | 138,90547[1] amu | ||||
| Atomisäde, mitattu (laskennallinen) | 195 pm | ||||
| Kovalenttisäde | 169 pm | ||||
| Van der Waalsin säde | - pm | ||||
| Orbitaalirakenne | [Xe] 5d16s2 | ||||
| Elektroneja elektronikuorilla | 2, 8, 18, 18, 9, 2 | ||||
| Hapetusluvut | +III | ||||
| Kiderakenne | heksagonaalinen tiivispakkaus (HCP) | ||||
| Fysikaaliset ominaisuudet | |||||
| Olomuoto | Kiinteä | ||||
| Sulamispiste | 1193 K (920 °C) | ||||
| Kiehumispiste | 3730 K (3457 °C) | ||||
| Höyrystymislämpö | 420,1 kJ/mol | ||||
| Sulamislämpö | 6,20 kJ/mol | ||||
| Äänen nopeus | 2475 m/s 293,15 K:ssa | ||||
| Muuta | |||||
| Elektronegatiivisuus | 1,1 (Paulingin asteikko) | ||||
| Ominaislämpökapasiteetti | 0,195 kJ/kg K
|
||||
| Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa | |||||
Lantaani (lat. lanthanum) on alkuaine, jonka kemiallinen merkki on La ja järjestysluku 57 sekä CAS-numero 7439-91-0. Se on hopeanvalkoinen lantanoideihin kuuluva metallinen alkuaine, jota löytyy joistain harvinaisista maametallimineraaleista. Tiheys on 6,146 g/cm3. Sulamispiste on 1193 K (920 °C) ja kiehumispiste on 3730 K (3457 °C).
Sisällysluettelo |
Ominaisuudet [muokkaa]
Fysikaaliset ominaisuudet [muokkaa]
Lantaani on hopeinen metalli, joka on suhteellisen pehmeää. Sen kiderakenne on heksagonaalinen tiivispakkaus.[2]
Isotoopit [muokkaa]
Kemialliset ominaisuudet [muokkaa]
Lantaani on melko elektroposiitivinen alkuaine. Lantaani tummentuu ilman vaikutuksesta nopeasti muodostaen suojaavan oksidikerroksen. Lantaani palaa helposti muodostaen La2O3. Lantaani reagoi myös halogeenien ja suurimman osan muiden epämetallien kanssa lämmitettäessä. Lantaani liukenee happoihin. Lantaanin tärkein hapetusaste on +III.[3]
Yhdisteet [muokkaa]
Lantaani muodostaa helposti hapen kanssa oksidin La2O3. Lantaanihydroksidia La(OH)3 tavataan emäksissä vesiliuoksissa. Lantaani muodostaa vesiliukoisia halidiyhdisteitä. Lantaanin erikoisuus on muodostaa tuplanitraatti, jota voidaan hyödyntää jakokiteytyksissä, kun lantanoideja pyritään erottamaan toisistaan. Vedyn kanssa reagoidessaan lantaani muodostaa lantaanidihydridiä.[4]
Lantaani muodostaa suhteellisen heikkoja komplekseja, mikä johtuu kohtuullisen suuresta ionisäteestä. Lantaani muodostaa usein komplekseja korkeimmilla koordinaatioluvuilla (yli 6). Lantaanille on muodostettu myös organometalliyhdisteitä. Yleensä ligandina toimii syklopentadieeni ja sen johdannaiset.[5]
Historia [muokkaa]
Lantaanin löysi ruotsalainen kemisti C. G. Mosander ceriumoksidista vuonna 1839. Lantaani nimettiin kreikan kielen lanthanein mukaan, joka tarkoittaa pakoilla tai piilossa olemista.[6]
Esiintyminen [muokkaa]
Tärkeimmät lähteet lantaanille ovat bastnasiitti ja montsiitti, jotka sisältävät suurimmalta osin ceriumia. Montsiitti on melko yleistä, mutta on yleensä sekoittunut muihin malmeihin. Bastnasiitin tärkein lähde on Sierra Nevada Yhdysvalloissa. Kiinasta on löytynyt suuria bastnasiitti lähteitä. Lantanoidi on kohtuullisen yleistä maan kuoressa (35 ppm).[6][7]
Eristys ja valmistus [muokkaa]
Lantanoidien tapahtuu poistamalla ensin thorium liuottamalla montsiitti natriumhydroksidilla ja erottamalla veden avulla sieltä oksidit. Laskettaessa happamuutta suolahapon avulla, erottuu thoriumoksidi. Radium poistetaan tästä seoksesta lisäämällä bariumkloridia ja lantanoidien sulfaattia, jolloin radium erottuu sulfaattina ja lantanoidit erottuvat klorideina. Bastnasiitista lantanoidit voidaan erottaa liuottamalla ensin se suolahappoon, jolloin kalsiumkarbonaatti poistuu. Tämän jälkeen seos voidaan joko käsitellä 1200 °C hiilen ja kloorikaasun kanssa, jolloin syntyy lantanoidikloridiseos. Toinen vaihtoehto hapettaa ilman kanssa malmi ja erottaa suolahapon avulla ceriumoksidi, jolloin jäljelle jää lantanoidikloridiseos.[8]
Lantaani voidaan erottaa seoksesta jakokiteytyksen avulla. Toinen mahdollisuus on käyttää erotusta, jossa hyödynnetään lantanoidien eri atomipainoja, kun käytetään nitraatti ja tri-n-butyylifosfaatti liuoksia. Suurin pitoisuus saadaan, kun käytetään ioninvaihtomenetelmää, jossa hyödynnetään EDTAn ammoniumsuoloja.[8]
Käyttö [muokkaa]
Lantaanioksidia käytetään korkealaatuisissa optisissa laseissa, koska sillä on korkea taitekerroin.[9]
Lantaania voidaan käyttää mischmetalleissa, joita käytetään muun muassa sytyttimissä. Lantaania käytetään yleisesti eri lejeeringeissä lisäten materiaalin kestävyyttä ja muokattavuutta.[9][10]
Lähteet [muokkaa]
- N. N. Greenwood & A. Earnshaw: Chemistry of the Elements. 2. painos. Oxford: Elsevier Ltd, 1997. ISBN 978-0-7506-3365-9. (englanniksi)
Viitteet [muokkaa]
- ↑ Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen: Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry, 2011, 83. vsk, nro 2. IUPAC. Artikkelin verkkoversio Viitattu 16.4.2011. (englanniksi)
- ↑ Greenwood & Earnshaw s. 1232
- ↑ Greenwood & Earnshaw s. 946-948
- ↑ Greenwood & Earnshaw s. 949
- ↑ Greenwood & Earnshaw s. 950-953
- ↑ a b Greenwood & Earnshaw s. 1229
- ↑ Greenwood & Earnshaw s. 945
- ↑ a b Greenwood & Earnshaw s. 1230-1231
- ↑ a b Greenwood & Earnshaw s. 946
- ↑ Greenwood & Earnshaw s. 1232
