Лантан — хемиски елемент со симбол La и атомски број 57. Тоа е мек, јазлест, сребрено-бел метал кој брзо се оцрнува кога е изложен на воздух и е доволно мек за да се сече со нож. Тоа е епоним на лантаноидната серија, група од 15 слични елементи меѓу лантан и лутециум во периодниот систем , од кои лантан е првиот и прототипот. Исто така, понекогаш се смета за прв елемент од транзициските метали од 6-тиот период, кој би го ставил во група 3 , иако лутециум понекогаш е сместен во оваа положба. Традиционално се смета за реткоземен елемент. Вообичаената состојба на оксидација е +3. Лантанот нема биолошка улога кај луѓето, но е од суштинско значење за некои бактерии. Тоа не е особено токсично за луѓето, но покажува антимикробна активност.
Овој елемент обично се јавува заедно со цериумот и други елементи реткоземни елементи. Лантанот прв го пронашол шведскиот хемичар Карл Густав Мосандер во 1839 година како нечистотија во цериум нитратот - оттука и името лантан , од старогрчки λανθάνειν ( лантанеин ), што значи "да се скрие". Иако е класифициран како реткоземен елемент, лантанот е 28-тиот најбитен елемент во Земјината кора, речиси трипати поброен од оловото . Во минералите како што се монацитот и бастнатат , лантан содржи околу една четвртина од содржината на лантаноид. Тоа е извлечено од тие минерали со процес на таква сложеност што чистиот метален лантан не бил изолиран до 1923 година.
Лантанските соединенија имаат бројни примени како катализатори , адитиви во стакло, ламби со јаглеродни ламби за студиски светла и проектори, елементи за палење во запалки и факли, електронски катоди , сцинтилатори, GTAW електроди и други работи. Лантан карбонат се користи како фосфатно врзиво во случаи на бубрежна инсуфициенција . Тоа е исто така елемент во шестиот период и во третата група.
Особености Лантанот е првиот елемент и прототип на лантаноидната серија. Во периодниот систем, се појавува од десната страна од бариумот од алкалноземениот метал и лево од лантаноид цериум. Лантан често се смета за елемент од групата 3 , заедно со неговите полесни конгени скандиум и иттриум и неговиот потешки кондензиер, радиоактивен актиниум Гринвуд и Ерншоу, стр. 1102 иако оваа класификација понекогаш е спорна. Слично на скандиум, иттриум и актиниум, 57 електрони на атом на лантан се распоредени во конфигурацијата [Xe] 5d 1 6s 2 , со три валентни електрони надвор од јадрото на благородните гасови. Во хемиски реакции, лантан речиси секогаш се откажува од овие три валентни електрони од 5d и 6s ел. обвивка да ја формира оксидациската состојба +3, постигнувајќи стабилна конфигурација на претходниот ксенон од благороден гас.Гринвуд и Ерншоу, стр. 1106 Некои соединенија на лантан (II) се исто така познати, но тие се многу помалку стабилни.
Меѓу лантаноидите, лантан е исклучителен бидејќи нема 4f електрони; Всушност, ненадејната контракција и намалувањето на енергијата на 4f орбиталата, која е важна за хемијата на лантаноидите, започнува да се случува само кај цериум. Така, тоа е само многу слабо парамагнетно , за разлика од силно парамагнетните подоцнежни лантаноиди (со исклучок на последните две, итербиум и лутециум , каде што 4f-школка е целосно полна).Cullity, B. D. and Graham, C. D. (2011) Introduction to Magnetic Materials, John Wiley & Sons, Понатаму, бидејќи точките на топење на тривалентните лантаноиди се поврзани со степенот на хибридизација на електроните 6s, 5d и 4f, лантан има втора најниска (по цериум) точка на топење меѓу сите лантаноиди: 920 °C.Krishnamurthy, Nagaiyar and Gupta, Chiranjib Kumar (2004) Extractive Metallurgy of Rare Earths, CRC Press, лантаноидите стануваат потешки, бидејќи серијата е пресечена: како што се очекува, лантан е мек метал. Лантанот има релативно висока отпорност на 615 nΩm на собна температура; за споредба, вредноста на добар алуминиум е само 26.50 nΩm.Гринвуд и Ерншоу, стр. 1429 Лантанот е најмалку испарлив од лантаноидите. Како и повеќето од лантаноидите, лантан има шестаголна кристална структура на собна температура. На 310 °C, лантан се менува во кубична структура центрирана , а на 865 °C, се менува во телесна кубика структура.
Како што се очекуваше од периодичните закони , лантан го има најголемиот атомски полупречник на лантаноидите и стабилните групи 3 елементи. Оттука, тој е најреактивен меѓу нив, полека оцрпувајќи се на воздух и согорувајќи лесно за да формира лантан (III) оксид , La 2 O 3 , кој е речиси основен како калциум оксид .Гринвуд и Ерншоу, стр. 1105-7 Примерок од лантан со големина од сантиметар ќе се кородира за една година, бидејќи нејзиниот оксид ќе се распадне како железна ’рѓа , наместо да формира заштитна оксидна обвивка како алуминиум и полесни конгенгери на лантан, скандиум и иттриум. Лантанот реагира со халогените на собна температура за да ги формираат трихалидите, а при затоплување ќе формираат бинарни соединенија со неметали, азот, јаглерод, сулфур, фосфор, бор, селен, силициум и арсен. Лантан реагира полека со вода за да формира лантан (III) хидроксид , La (OH) 3 . Во разредената сулфурна киселина , лантанот лесно го формира акритираниот трипозитивен јон : ова е безбоен во воден раствор, бидејќи La 3+ нема f-електрони. Лантанот е најсилната и најтешката основа меѓу елементите лантаноиди и групата 3, што повторно се очекува од нејзиното најголемо од нив.Гринвуд и Ерншоу, стр. 1434
Природниот лантан е составен од два изотопи, стабилната 139 Ла и првобитниот долгоживо радиоизотоп 138 La. 139 La е далеку најзастапен, сочинувајќи 99,910% природен лантан: се произведува во s-процесот ( бавен неутрон фаќање, кој се јавува кај ѕвезди со ниска до средна маса) и r-процесот (забрзување на неутроните, што се јавува во супернова од колапс). Многу реткиот изотоп 138 La е една од ретките првобитни чудни непарни јадра , со долг полуживот од 1,05 × 10 11 години: таа е една од p-јадрата со богати со протони кои не можат да се произведат во s- или r-процесите. 138 Ла, заедно со уште поретки 180m Ta , се произведува во ν-процесот, каде што неутрино се поврзува со стабилни јадра.S. E. Woosley, D. H. Hartmann, R. D. Hoffman, W. C. Haxton: The ν-process. In: The Astrophysical Journal, Vol. 356, 1990, p. 272-301. () Сите други изотопи на лантан се синтетички : со исклучок на 137 La со полуживот од околу 60.000 години, сите од нив имаат полуживот помалку од еден ден, а повеќето имаат полуживот помалку од една минута. Изотопите 139 La и 140 La се појавуваат како цепни производи од ураниум.
Лантан оксид е бел цврст материјал кој може да се подготви со директна реакција на нејзините составни елементи. Поради големината на La 3+ јони, La 2 O 3 прифаќа шестаголна 7-координатна структура која се менува во 6-координатата структура на скандиум оксид (Sc 2 O 3 ) и итриум оксид (Y 2 O 3 ) кај висока температура. Кога реагира со вода, се формира лантан хидроксид: многу топлина еволуира во реакцијата и се слуша шишен звук. Лантан хидроксидот ќе реагира со атмосферскиот јаглерод диоксид за да се формира основниот карбонат.Гринвуд и Ерншоу, стр. 1107-8
Лантан флуорид е нерастворлив во вода и може да се користи како квалитативен тест за присуство на La 3+ . На потешки халиди сите се многу растворлив deliquescent соединенија. Анхидричните халиди се произведуваат со директна реакција на нивните елементи, бидејќи загревањето на хидратите предизвикува хидролиза: на пример, загревањето хидриран LaCl 3 произведува LaOCl.
Лантан реагира егзотермички со водород за да се произведе дихидрит LAH 2, црна, пирофорни , кршливи, спроведување на соединение со калциум флуорид структура. Ова е нестехиометриско соединение, а понатамошна апсорпција на водород е можна, со истовремена загуба на електричната спроводливост, сè додека не се достигне повеќе LaH 3 како сол. Како LaI 2 и LaI, LaH 2 е веројатно електроди соединение.
Поради големиот јонски полупречник и одличната електропозитивност на La 3+ , нема многу ковалентен придонес кон неговото сврзување и оттаму има ограничен хемиски комплекс, како што е итриум и други лантаноиди.Гринвуд и Ерншоу, стр. 1108-9 Лантан оксалат не се раствора многу во растворите на оксалат на алкално-метален метал и [La (acac) 3 (H2O) 2 ] се разградува околу 500 °C. Кислород е најчестиот донорски атом во комплексите на лантан, кои се главно јонизирани и често имаат високи координатни броеви над 6: 8 е најкарактеристичните, формирајќи квадратни антипризматични и додекаделлахерални структури. Овие висококоординираните видови, достигнувајќи до број 12 координација со употребата на хелатни лиганди, како на пример во Ла 2 (SO 4) 3 · 9H2O, често имаат низок степен на симетрија, бидејќи на стерео-хемиски фактори.
Хемијата на лантан има тенденција да не вклучува π-поврзување поради електронската конфигурација на елементот: затоа неговата органометална хемија е доста ограничена. На најдобро карактеризира органолантански соединенија се циклопентадинилски комплекс La (C 5 H 5) 3, кој е произведен од страна на реакција на безводен LaCl 3 со НАК 5 H 5 во тетрахидрофуран , а неговата метил-супституирани деривати.Гринвуд и Ерншоу, стр. 1110 десно|мини| Карл Густаф Мосандер , откривач на лантан Во 1751 година, шведскиот минералог Аксел Фредерик Кронстедт открил тежок минерал од рудникот во Бастнас , подоцна именуван како керит . Триесет години подоцна, петнаесетгодишниот Вилхелм Хизин , од семејството што го поседува рудникот, испрати примерок од тоа до Карл Вилхелм Шеле, кој во себе не најде никакви нови елементи. Во 1803 година, откако Хсингер станал железостроител, тој се вратил во минералот со Јенс Јакоб Берцелиус и изолирал нов оксид што го нарекле церија по џуџестата планета Церера , која била откриена две години порано. Цериа истовремено беше независно изолирана во Германија од страна на Мартин Хајнрих Клапрот .Гринвуд и Ерншоу, стр. 1424 Помеѓу 1839 и 1843 година, се покажало дека церијата е мешавина од оксиди од шведскиот хирург и хемичар Карл Густаф Мосандер , кој живеел во истата куќа како Берцелиус: тој издвоил два други оксиди кои ги нарекол лантана и дидимија . Тој делумно распаднал примерок од цериум нитрат со печење во воздух и потоа третирање на добиениот оксид со разредена азотна киселина .Види: Бидејќи својствата на лантан се разликувале само малку од оние на цериумот и се случиле заедно со него во неговите соли, тој го именувал од старогрчкиот λανθάνειν [лантанин] (запален да лежи скриен ). Релативно чист метален лантан првпат бил изолиран во 1923 година.
Застапеност и производство Лантанот е третиот најзастапен од сите лантаноиди, сочинуваат 39 mg / kg од Земјината кора, зад неодиумот на 41.5 mg / kg и цериум на 66.5 mg / kg. Тоа е речиси трипати поголемо од оловото во Земјината кора. И покрај тоа што е меѓу таканаречените „реткоземни метали“, лантанот воопшто не е редок, но историски е именуван затоа што е поредок од "обичните земји", како што се вар и магнезиум, и историски се познати само неколку лежишта. Лантанот се смета за редок земјен метал, бидејќи процесот за рударство е тежок, одземаат многу време и се скапи. Лантанот ретко е доминантен лантаноид кој се наоѓа во минералите на реткоземските елементи, а во нивните хемиски формули обично му претходи цериум. Ретки примери на Л-доминантни минерали се монацит- (Ла) и лантанит (Ла). центар|мини|744x744пкс