Lantan (La)

Lantan w układzie okresowym

Pierwiastek leży w szóstym okresie, czyli w szóstym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 6 powłokach. Należy do lantanowce, dla których nie podaje się numeru grupy. W temperaturze pokojowej Lantan jest ciałem stałym (topnieje w 920 °C, wrze w 3464 °C).

Lantan — co to za pierwiastek

Akumulatory NiMH i szkła obiektywów o wysokim współczynniku załamania.

Właściwości pierwiastka Lantan

Lantan jest miękkim, srebrzystobiałym metalem, który daje się kroić nożem i walcować. Jest przy tym bardzo aktywny chemicznie: na powietrzu szybko matowieje, pokrywając się warstwą tlenku, a rozdrobniony potrafi się zapalić. Z wodą reaguje, wydzielając wodór, w zimnej powoli, w gorącej wyraźnie żywiej, i łatwo roztwarza się w kwasach. Topi się w 920 stopniach Celsjusza, wrze w 3464, a jego gęstość to 6,162 grama na centymetr sześcienny, czyli mniej niż u większości metali przejściowych. Ma najmniejszą elektroujemność wśród lantanowców i w związkach występuje wyłącznie na stopniu +3.

Zastosowanie pierwiastka Lantan

Lantan jest sercem akumulatorów niklowo-metalowodorkowych. Stop lantanu z niklem pochłania wodór i oddaje go przy rozładowaniu, dzięki czemu ogniwo w ogóle działa. Takie akumulatory zasilały przez lata samochody hybrydowe oraz sprzęt bezprzewodowy. Drugie ważne zastosowanie to optyka: tlenek lantanu dodany do szkła podnosi współczynnik załamania światła, nie zwiększając nadmiernie rozszczepienia barw, więc obiektywy aparatów i lornetek dają ostrzejszy obraz przy mniejszej liczbie soczewek. W rafineriach lantan wchodzi w skład katalizatorów krakingu, które rozbijają ciężkie frakcje ropy na benzynę. Dodaje się go też do stali i żeliwa dla poprawy ich własności, a w spawalnictwie stosuje elektrody z domieszką tlenku lantanu.

Lantan — najważniejsze związki chemiczne

Najważniejszy jest tlenek lantanu La₂O₃, biały proszek używany do wytopu szkieł optycznych, ceramiki i katalizatorów. Chlorek lantanu LaCl₃ służy jako surowiec do otrzymywania metalicznego lantanu i innych związków. Węglan lantanu jest lekiem: podawany osobom dializowanym wiąże w przewodzie pokarmowym nadmiar fosforanów. Osobno warto wymienić związek międzymetaliczny LaNi₅, który pochłania wodór jak gąbka i pracuje jako elektroda w akumulatorach NiMH oraz w zbiornikach do magazynowania wodoru.

Lantan — gdzie go spotykasz

• akumulatory NiMH
• obiektywy
• katalizatory

Lantan w szkole — co trzeba wiedzieć

Lantan ma liczbę atomową 57 i otwiera szereg lantanowców, umieszczany zwykle w osobnym wierszu pod główną tablicą. Jego konfiguracja [Xe] 5d¹ 6s² jest pułapką: mimo przynależności do bloku f ostatni elektron trafia na podpowłokę 5d, a nie 4f. W związkach lantan występuje wyłącznie na stopniu +3, więc wzory są proste i przewidywalne: La₂O₃, LaCl₃, La(OH)₃. Warto też sprostować mylące określenie metale ziem rzadkich. Lantanu jest w skorupie ziemskiej 39 miligramów na kilogram, czyli całkiem sporo, a problem polega nie na rzadkości, lecz na tym, że bardzo trudno oddzielić go od bliźniaczo podobnych sąsiadów.

Lantan — historia odkrycia

Lantan wykrył w 1839 roku szwedzki chemik Carl Gustaf Mosander, badając tlenek ceru otrzymywany z minerału cerytu. Okazało się, że to, co uważano za jedną substancję, kryje w sobie jeszcze jeden pierwiastek, i właśnie stąd wzięła się nazwa, bo greckie lanthanein znaczy ukrywać się. Odkrycie zapoczątkowało kilkudziesięcioletnią pracę nad rozdzielaniem kolejnych lantanowców, które chemicznie są do siebie tak podobne, że oddzielenie ich od siebie długo przerastało możliwości ówczesnych laboratoriów.

Lantan — skąd wzięła się nazwa

gr. lanthanein — ukrywać się

Lantan — izotopy

lantan-139 trwały

Lantan — bezpieczeństwo

Niskotoksyczny; pyły drażniące.

Ciekawostki o pierwiastku Lantan

• Ukrywał się w innych rudach tak długo, że nazwano go „ukrytym”.
• Heksaborek lantanu LaB₆ jest materiałem katod w mikroskopach elektronowych, bo emituje elektrony wyjątkowo obficie i równomiernie.
• Szkła lantanowe zastąpiły w obiektywach dawne szkła z domieszką toru, które były lekko promieniotwórcze i z czasem żółkły.
• Metal na kamienie do zapalniczek, czyli ferrocer, zawiera lantan; iskry sypią się dlatego, że odrywane drobiny stopu zapalają się w powietrzu.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Lantan