Лантан - Lanthanum

Лантан,57Ла
Лантан-2.jpg
Лантан
Произношение/ˈлæпθəпəм/ ​(LAN-thə-nəm )
Внешностьсеребристо-белый
Стандартный атомный вес Аг, стд(Ла)138.90547(7)[1]
Лантан в периодическая таблица
ВодородГелий
ЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеон
НатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргон
КалийКальцийСкандийТитанаВанадийХромМарганецУтюгКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптон
РубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийБанкаСурьмаТеллурЙодКсенон
ЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоМеркурий (элемент)ТаллийВестиВисмутПолонийАстатинРадон
ФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклиумКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБориумКалийМейтнерийДармштадтиумРентгенийКопернициумNihoniumФлеровийМосковиумЛиверморийTennessineОганессон
Y[а]
↑
Ла
↓
Ac
барий ← лантан → церий
Атомный номер (Z)57
Группагруппа 3 (иногда считается группой н / д)
Периодпериод 6
Блокироватьd-блок (иногда считается f-блок )
Категория элемента  Лантаноид, иногда считается переходный металл
Электронная конфигурация[Xe ] 5d1 6 с2
Электронов на оболочку2, 8, 18, 18, 9, 2
Физические свойства
Фаза вSTPтвердый
Температура плавления1193 K (920 ° С, 1688 ° F)
Точка кипения3737 К (3464 ° С, 6267 ° F)
Плотность (возлеr.t.)6,162 г / см3
в жидком состоянии (приm.p.)5,94 г / см3
Теплота плавления6.20 кДж / моль
Теплота испарения400 кДж / моль
Молярная теплоемкость27,11 Дж / (моль · К)
Давление газа (экстраполировано)
п (Па)1101001 к10 тыс.100 тыс.
вТ (K)200522082458277231783726
Атомные свойства
Состояния окисления0,[2] +1, +2, +3 (сильно базовый окись)
ЭлектроотрицательностьШкала Полинга: 1,10
Энергии ионизации
  • 1-я: 538,1 кДж / моль
  • 2-я: 1067 кДж / моль
  • 3-я: 1850,3 кДж / моль
Радиус атомаэмпирические: 187вечера
Ковалентный радиус207 ± 8 часов вечера
Цветные линии в спектральном диапазоне
Спектральные линии лантана
Другие свойства
Естественное явлениеизначальный
Кристальная структура ​двойной шестиугольный плотно упакованный (dhcp)
Двойная гексагональная плотноупакованная кристаллическая структура лантана
Скорость звука тонкий стержень2475 м / с (при 20 ° C)
Тепловое расширениеα, поли: 12,1 мкм / (м · К) (приr.t.)
Теплопроводность13,4 Вт / (м · К)
Удельное электрическое сопротивлениеα, поли: 615 нОм · м (приr.t.)
Магнитный заказпарамагнитный[3]
Магнитная восприимчивость+118.0·10−6 см3/ моль (298 К)[4]
Модуль для младшихα-форма: 36,6 ГПа
Модуль сдвигаα-форма: 14,3 ГПа
Объемный модульα-форма: 27,9 ГПа
коэффициент Пуассонаα форма: 0,280
Твердость по Моосу2.5
Твердость по Виккерсу360–1750 МПа
Твердость по Бринеллю350–400 МПа
Количество CAS7439-91-0
История
ОткрытиеКарл Густав Мосандер (1838)
Главный изотопы лантана
ИзотопИзобилиеПериод полураспада (т1/2)Режим распадаПродукт
137Ласин6×104 уε137Ба
138Ла0.089%1.05×1011 уε138Ба
β−138Ce
139Ла99.911%стабильный
Категория Категория: лантан
| Рекомендации

Лантан это химический элемент с символ Ла и атомный номер 57. Это мягкий, пластичный, серебристо-белый металл который медленно тускнеет на воздухе и достаточно мягкий, чтобы его можно было разрезать ножом. Это эпоним лантаноид серия, группа из 15 одинаковых элементов между лантаном и лютеций в периодическая таблица, из которых лантан является первым и прототипом. Также иногда считается первым элементом 6-го периода. переходные металлы, который поместит его в группа 3,[5] хотя иногда в эту позицию помещают лютеций.[6] Лантан традиционно считается одним из редкоземельные элементы. Обычный степень окисления +3. Лантан не играет биологической роли в организме человека, но необходим для некоторых бактерий. Он не особенно токсичен для человека, но проявляет некоторую антимикробную активность.

Лантан обычно встречается вместе с церий и другие редкоземельные элементы. Лантан был впервые обнаружен шведским химиком Карл Густав Мосандер в 1839 г. как примесь в нитрат церия - отсюда и название лантан, от Древнегреческий λανθάνειν (лантанеин), что означает «скрытно лежать». Хотя он классифицируется как редкоземельный элемент, лантан занимает 28-е место по распространенности в земной коре, почти в три раза больше, чем вести. В минералах, таких как монацит и бастнезит, лантан составляет около четверти содержания лантаноидов.[7] Его извлекают из этих минералов таким сложным процессом, что чистый металлический лантан не выделялся до 1923 года.

Соединения лантана находят множество применений в качестве катализаторы, добавки в стекло, угольные дуговые лампы для студийных светильников и проекторов, элементы зажигания в зажигалки и факелы, электронные катоды, сцинтилляторы, газовая вольфрамовая дуговая сварка электроды и прочее. Карбонат лантана используется как фосфатное связующее в случаях высокий уровень фосфата в крови видел с почечная недостаточность.

Характеристики

Физический

Лантан - первый элемент и прототип ряда лантанидов. В периодической таблице он появляется справа от щелочноземельный металл барий и слева от церия лантаноида. Лантан часто считается элемент группы 3, вместе с скандий, иттрий, и более тяжелый конгенер лантана актиний,[8] хотя эта классификация оспаривается. 57 электронов атома лантана расположены в конфигурация [Xe] 5d16 с2, с тремя валентными электронами вне ядра благородного газа. В химических реакциях лантан почти всегда отдает эти три валентных электрона из 5d и 6s. подоболочки для образования степени окисления +3, достижения стабильной конфигурации предыдущего благородного газа ксенон.[9] Некоторые соединения лантана (II) также известны, но они гораздо менее стабильны.[10]

Среди лантаноидов лантан является исключительным, поскольку он не имеет 4f-электронов как отдельный атом газовой фазы. Таким образом, это очень слабо парамагнитный в отличие от сильно парамагнитных более поздних лантаноидов (за исключением двух последних, иттербий и лютеций, где оболочка 4f полностью заполнена).[11] Однако оболочка 4f лантана может быть частично занята в химической среде и участвовать в химическом связывании, что является причиной, по которой его иногда считают не элементом 3 группы.[12] Например, температуры плавления трехвалентных лантаноидов связаны со степенью гибридизации 6s, 5d и 4f электронов (снижаясь с увеличением участия 4f),[13] а лантан имеет самую низкую (после церия) температуру плавления среди всех лантаноидов: 920 ° C.[14] По мере прохождения ряда лантаноиды становятся тверже: как и ожидалось, лантан - мягкий металл. Лантан имеет относительно высокий удельное сопротивление 615 нОм при комнатной температуре; для сравнения, значение для алюминия с хорошей проводимостью составляет всего 26,50 нОм.[15][16] Лантан - наименее летучий из лантаноидов.[17] Как и большинство лантаноидов, лантан имеет гексагональная кристаллическая структура при комнатной температуре. При 310 ° C лантан превращается в гранецентрированная кубическая структура, а при 865 ° C он меняется на объемно-центрированный кубический структура.[16]

Химическая

Как и ожидалось от периодические тенденции, у лантана самый большой радиус атома лантаноидов. Следовательно, он является наиболее реактивным среди них, довольно быстро тускнеет на воздухе, становится полностью темным через несколько часов и может легко сгореть с образованием оксид лантана (III), Ла2О3, который почти так же прост, как оксид кальция.[18] Образец лантана сантиметрового размера полностью подвергнется коррозии в течение года, поскольку его оксид сколы как железо ржавчина, вместо образования защитного оксидного покрытия, такого как алюминий, скандий и иттрий.[19] Лантан реагирует с галогены при комнатной температуре с образованием тригалогенидов, а при нагревании образует бинарные соединения с неметаллами азотом, углеродом, серой, фосфором, бором, селеном, кремнием и мышьяком.[9][10] Лантан медленно реагирует с водой с образованием гидроксид лантана (III), Ла (ОН)3.[20] В разбавленном серная кислота, лантан легко образует акватированный триположительный ион [La (H2O)9]3+: в водном растворе бесцветен, так как La3+ не имеет d- или f-электронов.[20] Лантан - самый сильный и тяжелейший база среди редкоземельные элементы, что опять же ожидается от того, что он будет самым большим из них.[21]

Изотопы

Отрывок из карта нуклидов показаны стабильные изотопы (черный) из бария (Z = 56) на неодим (Z = 60).
Основная статья: Изотопы лантана

Встречающийся в природе лантан состоит из двух изотопов: стабильного 139Ла и изначальный долгоживущий радиоизотоп 138La. 139Ла является наиболее распространенным, составляя 99,910% природного лантана: он производится в s-процесс (медленный нейтрон захвата, который происходит в звездах низкой и средней массы) и r-процесс (быстрый захват нейтронов, который происходит при коллапсе активной зоны сверхновые ).[22] Очень редкий изотоп 138Ла - один из немногих исконных нечетно-нечетные ядра, с длительным периодом полураспада 1,05 × 1011 годы. Это один из богатых протонами р-ядра которые не могут быть произведены в s- или же r-процессы. 138Ла, а также еще более редкий 180 мТа, образуется в ν-процессе, где нейтрино взаимодействуют со стабильными ядрами.[23] Все остальные изотопы лантана синтетический: за исключением 137La с периодом полураспада около 60 000 лет, все они имеют период полураспада менее суток, а у большинства период полураспада менее минуты. Изотопы 139Ла и 140La происходит как продукты деления урана.[22]

Соединения

Оксид лантана представляет собой белое твердое вещество, которое можно получить путем прямой реакции составляющих его элементов. Из-за большого размера La3+ ион, La2О3 принимает гексагональную 7-координатную структуру, которая меняется на 6-координатную структуру оксид скандия (Sc2О3) и оксид иттрия (Y2О3) при высокой температуре. Когда он вступает в реакцию с водой, образуется гидроксид лантана: в результате реакции выделяется много тепла, и слышен шипящий звук. Гидроксид лантана будет реагировать с атмосферным углекислый газ с образованием основного карбоната.[24]

Фторид лантана не растворим в воде и может использоваться как качественный тест на наличие La3+. Все более тяжелые галогениды хорошо растворимы. расплывающийся соединения. Безводные галогениды образуются путем прямой реакции их элементов, поскольку нагревание гидратов вызывает гидролиз: например, нагревание гидратированного LaCl3 производит LaOCl.[24]

Лантан экзотермически реагирует с водородом с образованием дигидрида LaH.2, черный, пирофорный, хрупкий, проводящий состав с фторид кальция структура.[25] Это нестехиометрическое соединение, и возможно дальнейшее поглощение водорода с сопутствующей потерей электропроводности до тех пор, пока более солеоподобный LaH3 достигнуто.[24] Как LaI2 и LaI, LaH2 вероятно электрид сложный.[24]

Из-за большого ионного радиуса и большой электроположительности La3+, ковалентный вклад в его связывание невелик и, следовательно, имеет ограниченный координационная химия, как иттрий и другие лантаноиды.[26] Оксалат лантана не очень хорошо растворяется в растворах оксалатов щелочных металлов, и [La (acac)3(ЧАС2O)2] разлагается около 500 ° C. Кислород самый распространенный донорный атом в комплексах лантана, которые в основном ионные и часто имеют высокие координационные числа, более 6: 8 является наиболее характерным, образуя квадратный антипризматический и додекадельтаэдр конструкции. Эти высококоординатные виды, достигающие координационного числа 12 с использованием хелатирующие лиганды например, в Ла2(ТАК4)3· 9H2O, часто имеют низкую степень симметрии из-за стереохимических факторов.[26]

Химия лантана имеет тенденцию не включать π-связи из-за электронной конфигурации элемента: таким образом, его металлоорганический химический состав весьма ограничен. Лучше всего охарактеризованы лантановые органические соединения: циклопентадиенильный комплекс Ла (С5ЧАС5)3, который образуется при взаимодействии безводного LaCl3 с NaC5ЧАС5 в тетрагидрофуран, и его метилзамещенные производные.[27]

История

Карл Густав Мосандер, первооткрыватель лантана

В 1751 году шведский минералог Аксель Фредрик Кронштедт обнаружил тяжелый минерал из шахты на Bastnäs, позже названный церит. Тридцать лет спустя пятнадцатилетний Вильгельм Хисингер от семьи, владеющей шахтой, отправил образец Карл Шееле, который не нашел внутри никаких новых элементов. В 1803 году, после того как Хизингер стал мастером по производству железа, он вернулся к минералу с Йенс Якоб Берцелиус и выделили новый оксид, который они назвали церия после карликовая планета Церера, который был обнаружен двумя годами ранее.[28] Церия была одновременно независимо изолирована в Германии Мартин Генрих Клапрот.[29] Между 1839 и 1843 годами шведский хирург и химик показал, что церий представляет собой смесь оксидов. Карл Густав Мосандер, который жил в том же доме, что и Берцелиус: он выделил два других оксида, которые назвал лантана и дидимия.[30][31] Он частично разложил образец нитрат церия запеканием на воздухе и последующей обработкой полученного оксида разбавленным азотная кислота.[32] В том же году Аксель Эрдманн, студент Каролинского института, обнаружил лантан в новом минерале с острова Ловен, расположенного в норвежском фьорде.

Наконец, Мосандер объяснил свое промедление, сказав, что он извлек из церия второй элемент, который он назвал дидимием. Хотя он и не осознавал этого, дидим тоже был смесью, и в 1885 году его разделили на празеодим и неодим.

Поскольку свойства лантана мало отличались от свойств церия и присутствовали вместе с ним в его солях, он назвал его от Древнегреческий λανθάνειν [лантанеин] (букв. скрывать).[29] Относительно чистый металлический лантан был впервые выделен в 1923 году.[10]

Возникновение и производство

Лантан является третьим по распространенности из всех лантаноидов, составляя 39 мг / кг земной коры, после неодим 41,5 мг / кг и церий 66,5 мг / кг. Его почти в три раза больше, чем вести в земной коре.[33] Несмотря на то, что лантан входит в число так называемых «редкоземельных металлов», он вовсе не редок, но исторически назван так потому, что он реже, чем «обычные земли», такие как известь и магнезия, и исторически было известно лишь несколько месторождений. . Лантан считается редкоземельным металлом, потому что его добыча трудна, трудоемка и дорога.[10] Лантан редко является доминирующим лантанидом, обнаруживаемым в редкоземельных минералах, и в их химических формулах ему обычно предшествует церий. Редкими примерами минералов с преобладанием La являются монацит (La) и лантанит (La).[34]

Процесс крекинга монацитовой кислоты.svg

Ла3+ ион по размеру аналогичен ранним лантаноидам цериевой группы (до самарий и европий ), которые непосредственно следуют в периодической таблице, и, следовательно, имеет тенденцию встречаться вместе с ними в фосфат, силикат и карбонат минералы, такие как монацит (MIIIPO4) и бастнезит (MIIICO3F), где M относится ко всем редкоземельным металлам, кроме скандия и радиоактивных прометий (в основном Ce, La и Y).[35] Bastnäsite обычно не хватает торий и тяжелые лантаноиды, и очистка от них легких лантаноидов требует меньше усилий. После дробления и измельчения руда сначала обрабатывается горячей концентрированной серной кислотой, выделяющей диоксид углерода, фтороводород, и тетрафторид кремния: затем продукт сушат и выщелачивают водой, оставляя в растворе первые ионы лантаноидов, включая лантан.[36]

Процедура для монацита, который обычно содержит все редкоземельные элементы, а также торий, более сложна. Монацит из-за его магнитных свойств может быть разделен многократным электромагнитным разделением. После разделения его обрабатывают горячей концентрированной серной кислотой для получения водорастворимых сульфатов редкоземельных элементов. Кислые фильтраты частично нейтрализуются едкий натр до pH 3–4. Торий выпадает из раствора в виде гидроксида и удаляется. После этого раствор обрабатывают оксалат аммония превращать редкие земли в их нерастворимые оксалаты. Оксалаты превращаются в оксиды при отжиге. Оксиды растворяются в азотной кислоте, что исключает один из основных компонентов, церий, оксид которого нерастворим в HNO3. Лантан выделяется в виде двойной соли с нитратом аммония путем кристаллизации. Эта соль относительно менее растворима, чем другие двойные соли редкоземельных элементов, и поэтому остается в остатке.[10] При обращении с некоторыми остатками необходимо соблюдать осторожность, поскольку они содержат 228Ра, дочь 232Th - сильный гамма-излучатель.[36] Лантан относительно легко извлечь, так как он имеет только один соседний лантаноид, церий, который можно удалить, используя его способность окисляться до состояния +4; после этого лантан может быть отделен историческим методом фракционная кристаллизация Ла (НЕТ3)3· 2NH4НЕТ3· 4H2O, или ионный обмен методы, когда требуется более высокая чистота.[36]

Металлический лантан получают из его оксида путем его нагревания с хлорид аммония или фторид и плавиковая кислота при 300-400 ° C для получения хлорида или фторида:[10]

Ла2О3 + 6 NH4Cl → 2 LaCl3 + 6 NH3 + 3 часа2О

Затем следует восстановление щелочными или щелочноземельными металлами в вакууме или атмосфере аргона:[10]

LaCl3 + 3 Li → La + 3 LiCl

Также чистый лантан можно получить электролизом расплавленной смеси безводного LaCl.3 и NaCl или KCl при повышенных температурах.[10]

Приложения

А Коулман белый газ мантия фонаря горит на полную мощность

Первое историческое применение лантана было в газовых фонарях. мантии. Карл Ауэр фон Вельсбах использовала смесь оксид лантана и оксид циркония, который он назвал Актинофор и запатентован в 1886 году. Оригинальные мантии давали зеленый оттенок и не были очень успешными, и его первая компания, которая основала фабрику в Atzgersdorf в 1887 г., потерпел неудачу в 1889 г.[37]

Современные способы применения лантана включают:

ЛаБ
6 горячий катод
Сравнение пропускания инфракрасного излучения стекла ZBLAN и кремнезема
  • Один материал, используемый для анодного материала никель-металлогидридные батареи является Ла (Ni
    3.6    Mn
    0.4    Al
    0.3    Co
    0.7    )    . Из-за высокой стоимости извлечения других лантаноидов, мишметалл с более чем 50% лантана используется вместо чистого лантана. Соединение является интерметаллид компонент AB
    5     тип.[38][39] NiMH аккумуляторы можно найти во многих моделях Toyota Prius продается в США. Эти более крупные никель-металлогидридные батареи требуют для производства огромного количества лантана. 2008 год Toyota Prius NiMH аккумулятор требует от 10 до 15 кг (от 22 до 33 фунтов) лантана. Поскольку инженеры продвигают технологию для повышения эффективности использования топлива, на одно транспортное средство может потребоваться вдвое больше лантана.[40][41][42]
  • Губчатые водородные сплавы могут содержать лантан. Эти сплавы способны хранить газообразный водород в 400 раз больше их собственного объема в процессе обратимой адсорбции. Тепловая энергия выделяется каждый раз, когда они это делают; поэтому эти сплавы могут использоваться в системах энергосбережения.[16][43]
  • Мишметалл, а пирофорный Сплав, используемый в более легких кремнях, содержит от 25% до 45% лантана.[44]
  • Оксид лантана и борид используются в электронных вакуумные трубки в качестве горячий катод материалы с высоким коэффициентом излучения электроны. Кристаллы ЛаБ
    6     используются в термоэлектронных источниках электронной эмиссии высокой яркости с увеличенным сроком службы для электронные микроскопы и Двигатели на эффекте Холла.[45]
  • Трифторид лантана (LaF
    3    ) является важным компонентом тяжелого фторидного стекла, названного ZBLAN. Это стекло имеет превосходный коэффициент пропускания в инфракрасном диапазоне и поэтому используется в волоконно-оптических системах связи.[46]
  • Легированный церием бромид лантана и хлорид лантана недавние неорганические сцинтилляторы, которые сочетают в себе высокий световой поток, лучшее разрешение по энергии и быстрый отклик. Их высокий выход преобразуется в превосходное энергетическое разрешение; кроме того, светоотдача очень стабильна и достаточно высока в очень широком диапазоне температур, что делает ее особенно привлекательной для высокотемпературных применений. Эти сцинтилляторы уже широко используются в коммерческих детекторах нейтроны или же гамма излучение.[47]
  • Угольные дуговые лампы используйте смесь редкоземельных элементов для улучшения качества света. Это приложение, особенно кинофильм промышленность студийного освещения и проекции потребляла около 25% редкоземельных соединений, производимых до момента прекращения использования угольных дуговых ламп.[16][48]
  • Оксид лантана (III) (Ла
    2    О
    3    ) улучшает стойкость к щелочам стекло и используется для изготовления специальных оптических очков, таких как стекло, поглощающее инфракрасное излучение, а также камера и телескоп линзы, из-за высокого показатель преломления и низкая дисперсия редкоземельных стекол.[16] Оксид лантана также используется в качестве добавки для роста зерна во время жидкой фазы. спекание из нитрид кремния и диборид циркония.[49]
  • Небольшое количество лантана добавлено в стали улучшает его пластичность, стойкость к ударам и пластичность, тогда как добавление лантана к молибден снижает его твердость и чувствительность к перепадам температуры.[16]
  • Небольшие количества лантана присутствуют во многих продуктах для бассейнов, чтобы удалить фосфаты, питающие водоросли.[50]
  • Добавка оксида лантана к вольфраму используется в газовая вольфрамовая дуговая сварка электроды, как замена радиоактивный торий.[51][52]
  • Различные соединения лантана и других редкоземельных элементов (оксиды, хлориды и др.) Являются компонентами различного катализа, например: крекинг нефти катализаторы.[53]
  • Лантан-барий радиометрическое датирование используется для оценки возраста горных пород и руд, хотя этот метод имеет ограниченную популярность.[54]
  • Карбонат лантана был одобрен как лекарственный препарат (Фосренол, Shire Pharmaceuticals ) поглотить излишки фосфат в случаях гиперфосфатемия видел в терминальная стадия заболевания почек.[55]
  • Фторид лантана используется в покрытиях люминофорных ламп. Смешанный с фторидом европия, он также применяется в кристаллической мембране фторидные ионоселективные электроды.[10]
  • Нравиться пероксидаза хрена, лантан используется как электронно-плотный индикатор в молекулярная биология.[56]
  • Бентонит, модифицированный лантаном (или фослок ) используется для удаления фосфатов из воды при лечении озер.[57]

Биологическая роль

Биологическая роль лантана в организме человека неизвестна. Элемент очень плохо всасывается после перорального приема, а при инъекциях его выведение происходит очень медленно. Карбонат лантана (Фосренол) был одобрен в качестве фосфатное связующее поглощать избыток фосфатов в случае терминальная стадия почечной недостаточности.[55]

Хотя лантан оказывает фармакологическое действие на несколько рецепторов и ионных каналов, его специфичность в отношении ГАМК рецептор уникален среди трехвалентных катионов. Лантан действует на том же самом модулирующем сайте на Рецептор ГАМК в качестве цинк, известный отрицательный аллостерический модулятор. Катион лантана La3+ является положительным аллостерическим модулятором нативных и рекомбинантных рецепторов ГАМК, увеличивая время открытия канала и уменьшая десенсибилизацию в зависимости от конфигурации субъединиц.[58]

Лантан является важным кофактором метанолдегидрогеназы метанотрофный бактерия Methylacidiphilum fumariolicum SolV, хотя большое химическое сходство лантаноидов означает, что они могут быть заменены церием, празеодимом или неодимом без вредных эффектов, а самарий, европий или гадолиний меньшего размера не дают побочных эффектов, кроме более медленного роста.[59]

Меры предосторожности

Лантан
Опасности
Пиктограммы GHSGHS02: Легковоспламеняющийся
Сигнальное слово GHSОпасность
H260
P223, P231 + 232, P370 + 378, P422[60]
NFPA 704 (огненный алмаз)

Лантан имеет низкий или средний уровень токсичности, и с ним следует обращаться осторожно. Введение растворов лантана дает гипергликемия, низкое артериальное давление, дегенерация селезенка и печеночный переделки.[нужна цитата ] Применение в свете угольной дуги привело к воздействию на людей оксидов и фторидов редкоземельных элементов, что иногда приводило к пневмокониоз.[61][62] Как La3+ ион похож по размеру на Ca2+ ion, он иногда используется как легко обнаруживаемый заменитель последнего в медицинских исследованиях.[63] Лантан, как и другие лантаноиды, влияет на метаболизм человека, снижая уровень холестерина, артериальное давление, аппетит и риск свертывания крови. При введении в мозг он действует как болеутоляющее, подобно морфий и другие опиаты, хотя механизм этого до сих пор неизвестен.[63]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Спорный вопрос, действительно ли иттрий (Y) является более легким конгенером лантана (La). А ИЮПАК проект был начат 18 декабря 2015 г. рекомендовать, есть это или нет.

Рекомендации

  1. ^ Мейя, Юрис; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 88 (3): 265–91. Дои:10.1515 / pac-2015-0305.
  2. ^ Иттрий и все лантаноиды, кроме Ce и Pm, наблюдались в степени окисления 0 в бис (1,3,5-три-трет-бутилбензол) комплексах, см. Клок, Ф. Джеффри Н. (1993). «Соединения в состоянии нулевого окисления скандия, иттрия и лантаноидов». Chem. Soc. Rev. 22: 17–24. Дои:10.1039 / CS9932200017. и Арнольд, Полли Л .; Петрухина, Марина А .; Боченков, Владимир Е .; Шабатина, Татьяна И .; Загорский, Вячеслав В .; Cloke (15 декабря 2003 г.). «Комплексообразование арена атомов Sm, Eu, Tm и Yb: спектроскопическое исследование при переменной температуре». Журнал металлоорганической химии. 688 (1–2): 49–55. Дои:10.1016 / j.jorganchem.2003.08.028.
  3. ^ Лиде, Д. Р., изд. (2005). «Магнитная восприимчивость элементов и неорганических соединений». CRC Справочник по химии и физике (PDF) (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN  0-8493-0486-5.
  4. ^ Weast, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике. Бока-Ратон, Флорида: Издательство Chemical Rubber Company. стр. E110. ISBN  0-8493-0464-4.
  5. ^ https://www.britannica.com/science/lanthanum
  6. ^ https://www.angelo.edu/faculty/kboudrea/periodic/trans_transition.htm#:~:text=Group%203B%20(3)&text=In%20most%20periodic%20tables%2C%20lanthanum,lawrencium%20in % 20Group% 203B% 20замен
  7. ^ "Монацит- (Ce) Минеральные данные". Webmineral. Получено 10 июля 2016.
  8. ^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 1102
  9. ^ а б Гринвуд и Эрншоу, стр. 1106
  10. ^ а б c d е ж грамм час я Патнаик, Прадёт (2003). Справочник неорганических химических соединений. Макгроу-Хилл. С. 444–446. ISBN  978-0-07-049439-8. Получено 2009-06-06.
  11. ^ Каллити, Б. Д. и Грэм, К. Д. (2011) Введение в магнитные материалы, Джон Уайли и сыновья, ISBN  9781118211496
  12. ^ Виттиг, Йорг (1973). «Переменная давления в физике твердого тела: как насчет 4f-зонных сверхпроводников?». В H. J. Queisser (ред.). Festkörper Probleme: пленарные лекции отделов физики полупроводников, физики поверхности, физики низких температур, высокополимеров, термодинамики и статистической механики Немецкого физического общества, Мюнстер, 19–24 марта 1973 г.. Успехи физики твердого тела. 13. Берлин, Гейдельберг: Springer. С. 375–396. Дои:10.1007 / BFb0108579. ISBN  978-3-528-08019-8.
  13. ^ Гшнайднер-младший, Карл А. (2016). «282. Систематика». У Жан-Клода Ж. Бюнцли; Виталий К. Печарский (ред.). Справочник по физике и химии редких земель. 50. С. 12–16. ISBN  978-0-444-63851-9.
  14. ^ Кришнамурти, Нагаяр и Гупта, Чиранджиб Кумар (2004) Добывающая металлургия редких земель, CRC Press, ISBN  0-415-33340-7
  15. ^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 1429
  16. ^ а б c d е ж Лиде, Д. Р., изд. (2005). CRC Справочник по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN  0-8493-0486-5.
  17. ^ Радиохимия редкоземельных элементов, скандия, иттрия и актиния.
  18. ^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 1105–7
  19. ^ «Испытание на длительное воздействие воздуха на редкоземельные металлы». Получено 2009-08-08.
  20. ^ а б «Химические реакции лантана». Веб-элементы. Получено 2009-06-06.
  21. ^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 1434
  22. ^ а б Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Вапстра, Алдерт Хендрик (2003), "ТогдаUBASE оценка ядерных и распадных свойств », Ядерная физика A, 729: 3–128, Bibcode:2003НуФА.729 .... 3А, Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
  23. ^ Woosley, S.E .; Hartmann, D. H .; Hoffman, R.D .; Хэкстон, В. К. (1990). «Ν-процесс». Астрофизический журнал. 356: 272–301. Дои:10.1086/168839.
  24. ^ а б c d Гринвуд и Эрншоу, стр. 1107–8
  25. ^ Фукаи, Ю. (2005). Система металл-водород, основные объемные свойства, 2-е издание. Springer. ISBN  978-3-540-00494-3.
  26. ^ а б Гринвуд и Эрншоу, стр. 1108–109.
  27. ^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 1110
  28. ^ «Открытие и наименование редких земель». Elements.vanderkrogt.net. Получено 23 июн 2016.
  29. ^ а б Гринвуд и Эрншоу, стр. 1424
  30. ^ Недели, Мэри Эльвира (1956). Открытие элементов (6-е изд.). Истон, Пенсильвания: Журнал химического образования.
  31. ^ Недели, Мэри Эльвира (1932). «Открытие элементов: XI. Некоторые элементы, выделенные с помощью калия и натрия: цирконий, титан, церий и торий». Журнал химического образования. 9 (7): 1231–1243. Bibcode:1932JChEd ... 9.1231W. Дои:10.1021 / ed009p1231.
  32. ^ Видеть:
    • (Берцелиус) (1839) "Nouveau métal" (Новый металл), Comptes rendus, 8 : 356-357. С п. 356: "L'oxide de cérium, extrait de la cérite par la procédé ordinaire, contient à peu près les deux cinquièmes de son poids de l'oxide du nouveau métal qui ne change que peu les propriétés du cérium, et qui s'y tient pour Ainsi dire caché. Cette raison a engagé M. Mosander à donner au nouveau métal le nom de Lantane." (Оксид церия, извлеченный из церита обычным способом, содержит почти две пятых своего веса в оксиде нового металла, который лишь незначительно отличается от свойств церия и удерживается в нем, так сказать, «скрыто». ". Эта причина побудила г-на Мосандера дать новому металлу название Lantane.)
    • (Берцелиус) (1839) «Латанум - новый металл». Философский журнал, новая серия, 14 : 390-391.
  33. ^ "Это элементаль - Периодическая таблица элементов". Джефферсон Лаб. В архиве из оригинала 29 апреля 2007 г.. Получено 2007-04-14.
  34. ^ Гудзоновский институт минералогии (1993–2018). "Mindat.org". www.mindat.org. Получено 14 января 2018.
  35. ^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 1103
  36. ^ а б c Гринвуд и Эрншоу, стр. 1426–149
  37. ^ Эванс, К. Х., изд. (2012-12-06). Эпизоды из истории редкоземельных элементов. Kluwer Academic Publishers. п. 122. ISBN  9789400902879.
  38. ^ «Внутри никель-металлогидридной батареи» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2009-02-27. Получено 2009-06-06.
  39. ^ Тлиха, М .; Mathlouthi, H .; Lamloumi, J .; Percheronguegan, A. (2007). «Сплав для хранения водорода типа AB5, используемый в качестве анодного материала в Ni-MH батареях». Журнал сплавов и соединений. 436 (1–2): 221–225. Дои:10.1016 / j.jallcom.2006.07.012.
  40. ^ «По мере того как гибридные автомобили поглощают редкие металлы, растет нехватка». Reuters 31 августа 2009 г. 31 августа 2009 г.
  41. ^ Bauerlein, P .; Антониус, C .; Loffler, J .; Камперс, Дж. (2008). «Прогресс в создании мощных никель-металлогидридных аккумуляторов». Журнал источников энергии. 176 (2): 547. Bibcode:2008JPS ... 176..547B. Дои:10.1016 / j.jpowsour.2007.08.052.
  42. ^ «Почему Toyota предлагает 2 варианта аккумуляторной батареи для следующего Prius».
  43. ^ Учида, Х. (1999). «Растворимость водорода в сплавах для хранения водорода на основе редкоземельных элементов». Международный журнал водородной энергетики. 24 (9): 871–877. Дои:10.1016 / S0360-3199 (98) 00161-X.
  44. ^ К. Р. Хаммонд (2000). Элементы, в Справочнике химии и физики (81-е изд.). CRC Press. ISBN  978-0-8493-0481-1.
  45. ^ Джейсон Д. Соммервиль и Лайон Б. Кинг. «Влияние положения катода на характеристики двигателя на эффекте Холла и напряжение связи катода» (PDF). 43-я совместная конференция и выставка AIAA / ASME / SAE / ASEE по двигательным установкам, 8–11 июля 2007 г., Цинциннати, Огайо. Архивировано из оригинал (PDF) 20 июля 2011 г.. Получено 2009-06-06.
  46. ^ Харрингтон, Джеймс А. «Инфракрасная волоконная оптика» (PDF). Университет Рутгерса. Архивировано из оригинал (PDF) на 02.08.2010.
  47. ^ «BrilLanCe-NxGen» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-04-29. Получено 2009-06-06.
  48. ^ Хендрик, Джеймс Б. (1985). «Редкоземельные элементы и иттрий». Минеральные факты и проблемы (Отчет). Бюро шахт. п. 655. Бюллетень 675.
  49. ^ Ким, К; Шим, Кван Бо (2003). «Влияние лантана на изготовление композитов ZrB2 – ZrC методом искрового плазменного спекания». Характеристики материалов. 50: 31–37. Дои:10.1016 / S1044-5803 (03) 00055-X.
  50. ^ Основы ухода за бассейном. С. 25–26.
  51. ^ Ховард Б. Кэри (1995). Автоматизация дуговой сварки. CRC Press. п. 139. ISBN  978-0-8247-9645-7.
  52. ^ Ларри Джеффус. (2003). «Виды вольфрама». Сварка: принципы и применение. Клифтон-Парк, Нью-Йорк: Thomson / Delmar Learning. п. 350. ISBN  978-1-4018-1046-7. Архивировано из оригинал на 23 сентября 2010 г.
  53. ^ К. К. Гупта; Нагайяр Кришнамурти (2004). Добывающая металлургия редкоземельных элементов. CRC Press. п. 441. ISBN  978-0-415-33340-5.
  54. ^ С. Накаи; А. Масуда; Б. Леманн (1988). "Ла-Ба датировка бастнезита" (PDF). Американский минералог. 7 (1–2): 1111. Bibcode:1988ЧГео..70 ... 12Н. Дои:10.1016/0009-2541(88)90211-2.
  55. ^ а б «FDA одобряет применение фосренола (R) у пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности (ESRD)». 28 октября 2004 г.. Получено 2009-06-06.
  56. ^ Чау Ю.П .; Лу К.С. (1995). «Исследование свойств ганглиозного барьера в симпатических ганглиях крысы с использованием иона лантана и пероксидазы хрена в качестве индикаторов». Acta Anatomica. 153 (2): 135–144. Дои:10.1159/000313647. ISSN  0001-5180. PMID  8560966.
  57. ^ Hagheseresht; Ван, Шаобинь; До, Д. Д. (2009). «Новый бентонит, модифицированный лантаном, Phoslock, для удаления фосфатов из сточных вод». Прикладная наука о глине. 46 (4): 369–375. Дои:10.1016 / j.clay.2009.09.009.
  58. ^ Болдырева, А.А. (2005). «Лантан усиливает токи, активируемые ГАМК, в пирамидных нейронах крыс CA1 поля гиппокампа». Вестник экспериментальной биологии и медицины. 140 (4): 403–5. Дои:10.1007 / s10517-005-0503-z. PMID  16671565. S2CID  13179025.
  59. ^ Поль, Арьян; Барендс, Томас Р. М .; Дитль, Андреас; Khadem, Ahmad F .; Эйгенштейн, Джелле; Jetten, Mike S.M .; Оп Ден Кэмп, Хуб Дж. М. (2013). «Редкоземельные металлы необходимы для метанотрофной жизни в вулканических грязевых котлах». Экологическая микробиология. 16 (1): 255–64. Дои:10.1111/1462-2920.12249. PMID  24034209.
  60. ^ «Лантан 261130». Сигма-Олдрич.
  61. ^ Dufresne, A .; Krier, G .; Muller, J .; Дело, B .; Перро, Г. (1994). «Частицы лантаноидов в легких принтера». Наука об окружающей среде в целом. 151 (3): 249–252. Bibcode:1994ScTEn.151..249D. Дои:10.1016 / 0048-9697 (94) 90474-Х. PMID  8085148.
  62. ^ Варинг, П. М .; Уотлинг, Р. Дж. (1990). «Редкоземельные отложения у умершего киномеханика. Новый случай редкоземельного пневмокониоза». Медицинский журнал Австралии. 153 (11–12): 726–30. Дои:10.5694 / j.1326-5377.1990.tb126334.x. PMID  2247001. S2CID  24985591.
  63. ^ а б Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы: руководство по элементам от А до Я. Издательство Оксфордского университета. С. 266–77. ISBN  9780199605637.

Библиография

дальнейшее чтение

  • Промышленная химия лантанонов, иттрия, тория и урана, Р. Дж. Кэллоу, Pergamon Press, 1967.
  • Добывающая металлургия редких земель, К. К. Гупта и Н. Кришнамурти, CRC Press, 2005 г.
  • Nouveau Traite de Chimie Minerale, Vol. VII. Скандий, Иттрий, Elements des Terres Rares, Актиний, П. Паскаль, редактор, Masson & Cie, 1959 г.
  • Химия лантанонов, Р. К. Викери, Баттервортс, 1953 г.