Lantan

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Lantan,  57La
Lanthanum-2.jpg
Tính chất chung
Tên, ký hiệu Lantan, La
Phiên âm /ˈlænθənəm/
Hình dạng Bạc trắng
Lantan trong bảng tuần hoàn
  Hexagonal.png
 
57
La
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Số nguyên tử 57
Khối lượng nguyên tử chuẩn 138,90547
Phân loại Nhóm Lantan
Nhóm, phân lớp n/af
Chu kỳ Chu kỳ 6
Cấu hình electron [Xe] 5d1 6s2
mỗi lớp 2, 8, 18, 18, 9, 2
Tính chất vật lý
Màu sắc Bạc trắng
Trạng thái vật chất Chất rắn
Nhiệt độ nóng chảy 1193 K ​(920 °C, ​1688 °F)
Nhiệt độ sôi 3737 K ​(3464 °C, ​6267 °F)
Mật độ (gần nhiệt độ phòng) 6,162 g·cm−3 (at 0 °C, 101.325 kPa)
Mật độ ở thể lỏng ở nhiệt độ nóng chảy: 5,94 g·cm−3
Nhiệt lượng nóng chảy 6,20 kJ·mol−1
Nhiệt lượng bay hơi 402,1 kJ·mol−1
Nhiệt dung 27,11 J·mol−1·K−1

Áp suất hơi (Ngoại suy)

P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
ở T (K) 2005 2208 2458 2772 3178 3726
Tính chất nguyên tử
Trạng thái ôxi hóa 3, 2Bazơ mạnh
Độ âm điện 1,10 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóa Thứ nhất: 538,1 kJ·mol−1
Thứ hai: 1067 kJ·mol−1
Thứ ba: 1850,3 kJ·mol−1
Bán kính cộng hoá trị empirical: 187 pm
Độ dài liên kết cộng hóa trị 207±8 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thể Lục phương
Vận tốc âm thanh thin rod: 2475 m·s−1 (at 20 °C)
Độ giãn nở nhiệt (r.t.) (α, poly) 12.1 µm·m−1·K−1
Độ dẫn nhiệt 13.4 W·m−1·K−1
Điện trở suất (r.t.) (α, poly) 615 n Ω·m
Tính chất từ Thuận từ[1]
Mô đun Young (Dạng α) 36,6 GPa
Mô đun cắt (Dạng α) 14,3 GPa
Mô đun nén (Dạng α) 27,9 GPa
Hệ số Poisson (Dạng α) 0,280
Độ cứng theo thang Mohs 2,5
Độ cứng theo thang Vickers 491 MPa
Độ cứng theo thang Brinell 363 MPa
Số đăng ký CAS 7439-91-0
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Lantan
iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP
137La Tổng hợp 60.000 năm ε 0.600 137Ba
138La 0.09% 1,05×1011 năm ε 1.737 138Ba
β 1.044 138Ce
139La 99.91% 139La ổn định với 82 nơtron

Lantan (tiếng Latinh: Lanthanum) là một nguyên tố hóa học với ký hiệu Lasố nguyên tử 57.

Đặc trưng[sửa | sửa mã nguồn]

Lantan.

Lantan là kim loại màu trắng bạc, thuộc về nhóm 3 trong bảng tuần hoàn và là nguyên tố thuộc nhóm Lantan. Nó được tìm thấy trong một số khoáng vật đất hiếm, thường trong tổ hợp với xeri và các nguyên tố đất hiếm khác. Lantan dẻo, dễ uốn và mềm đủ để cắt bằng dao. Nó là một trong những kim loại đất hiếm hoạt động hóa học mạnh nhất. Nó phản ứng trực tiếp với cacbon, nitơ, bo, selen, silic, phốtpho, lưu huỳnh, các halogen. Nó bị ôxi hóa nhanh khi lộ ra ngoài không khí. Nước lạnh tấn công lantan chậm nhưng nước nóng thì phân hủy nó nhanh hơn nhiều.

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Lantan được nhà hóa học người Thụy ĐiểnCarl Gustav Mosander phát hiện năm 1839, khi ông phân hủy một phần mẫu nitrat xeri bằng nhiệt và xử lý muối thu được bằng axít nitric loãng. Từ dung dịch nhận được, ông cô lập ra một nguyên tố đất hiếm mới mà ông gọi là lantana. Lantan được cô lập ở dạng tương đối tinh khiết vào năm 1923.

Từ lantan có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp λανθανω [lanthanō] = nằm ẩn nấp.

Lantan có tính bazơ mạnh nhất trong số các nguyên tố nhóm lantan hóa trị 3, và tính chất này là cái cho phép Mosander cô lập và tinh chế các muối của nó. Việc chia tách theo tính bazơ thực hiện trong công nghiệp là kết tủa phân đoạn của các bazơ yếu (chẳng hạn didymi) từ dung dịch nitrat bằng cách bổ sung ôxít magiê hay khí ammoniac. Lantan đã tinh chế còn tồn lại trong dung dịch. (Các phương pháp dựa trên độ bazơ chỉ thích hợp cho việc tinh chế lantan; didymi không thể chia tách tiếp có hiệu quả theo kiểu như thế này.) Kỹ thuật thay thế là kết tinh phân đoạn do Dimitry Ivanovich Mendeleev phát hiện ra, trong dạng nitrat amoni tetrahydrat kép, được ông sử dụng để tách lantan hòa tan ít hơn từ didymi hòa tan nhiều hơn trong thập niên 1870. Hệ thống này được sử dụng ở quy mô thương mại trong tinh chế lantan cho đến khi có sự phát triển phương pháp chiết tách bằng dung môi trên thực tế vào cuối thập niên 1950. (Quy trình chi tiết sử dụng các nitrat amoni kép để cung cấp 4N chi lantan tinh khiết, cô đặc neodymi và praseodymi được trình bày trong Callow 1967, vào thời gian khi quy trình này đã là lỗi thời.) Khi vận hành để tinh chế lantan, các nitrat amoni kép được tái kết tinh từ nước. Khi sau này được Carl Auer von Welsbach làm thích ứng để chia tách didymi, axít nitric được sử dụng làm dung môi để hạ thấp độ hòa tan của hệ thống. Lantan là tương đối dễ tinh chế, do nó chỉ có một nguyên tố nhóm Lantan nằm cận kề là xeri, mà bản thân nguyên tố này cũng tương đối dễ loại bỏ do hóa trị 4 tiềm năng của nó.

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Các ứng dụng của lantan có:

Vai trò sinh học[sửa | sửa mã nguồn]

Lantan không có vai trò sinh học nào đã biết. Nguyên tố này không được hấp thụ bằng đường miệng và khi được tiêm vào thì việc loại bỏ nó diễn ra rất chậm. Cacbonat lantan đã được chấp thuận như là dược phẩm (Fosrenol®, Shire Pharmaceuticals) để hấp thụ phốtphat dư thừa trong các trường hợp suy thận giai đoạn cuối. Một vài clorua đất hiếm, như clorua lantan (LaCl3), được biết là có khả năng chống đông máu.

Trong khi lantan có một số hiệu ứng dược học đối với một vài kênh ion và thụ thể, đặc trưng của nó đối với thụ thể GABA là duy nhất trong số các ion hóa trị hai. Lantan tác động vào cùng một khu vực điều chỉnh trên GABAR, giống như kẽm - một tác nhân điều chỉnh không gian và độ hoạt động âm tính. Nhưng các cation lantan La3+ là tác nhân điều chỉnh không gian và độ hoạt động dương tính tại các thụ thể GABA bẩm sinh và tái tổ hợp, làm tăng thời gian mở kênh và giảm sự nhạy cảm ở phụ nhóm cấu hình phụ thuộc kiểu.

Phổ biến[sửa | sửa mã nguồn]

Quặng Monazit

Mặc dù lantan thuộc về nhóm các nguyên tố hóa học gọi là các kim loại đất hiếm, nhưng nó lại không hiếm. Lantan có sẵn với lượng tương đối lớn (32 ppm trong lớp vỏ Trái Đất). Các loại "đất hiếm" có tên gọi như vậy là do chúng là hiếm so với các loại đất "thông thường" như đá vôi hay magnesia, và do trước đây người ta chỉ biết đến một ít trầm tích.

Monazit (Ce, La, Th, Nd, Y)PO4bastnasit (Ce, La, Y)CO3F là các loại quặng chủ yếu trong đó chứa lantan, tính theo tỷ lệ phần trăm thì tới 25-38% trong hàm lượng các nguyên tố nhóm Lantan. Lantan nói chung được làm giàu từ bastnasit chứ không phải monazit, trong các bể tinh lọc quặng quy mô thương mại. Cho tới năm 1949, bastnasit vẫn còn là khoáng vật hiếm và vô danh, thậm chí người ta còn không dự tính xa về nó như là nguồn thương mại tiềm năng để sản xuất các nguyên tố nhóm lantan. Trong năm đó, lượng trầm tích lớn tại núi Pass, California (cạnh khu bảo tồn quốc gia Mojave) đã được phát hiện. Phát hiện này báo cho các nhà địa chất về sự tồn tại của một lớp mới các trầm tích đất hiếm, các đất hiếm chứa florocacbonat, mà sau này người ta tìm thấy ở nhiều nơi, như ở châu Phi và Trung Quốc.

Xem thêm Thể loại:Khoáng vật lantanua

Đồng vị[sửa | sửa mã nguồn]

Bài chi tiết: Đồng vị của lantan

Lantan nguồn gốc tự nhiên là hỗn hợp của một đồng vị ổn định (La139) và một đồng vị phóng xạ (La138), với đồng vị ổn định chiếm nhiều nhất (99,91%). Ngoài ra, 38 đồng vị phóng xạ khác cũng được nêu đặc trưng với ổn định nhất là La138chu kỳ bán rã 105×109 năm, và La137 (60.000 năm). Các đồng vị còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 24 giờ, trong đó đa phần có chu kỳ bán rã dưới 1 phút. Nguyên tố này có 3 đồng phân hạt nhân.

Các đồng vị của lantan có nguyên tử lượng nằm trong khoảng từ 117 (La117) tới 155 (La155).

Phòng ngừa[sửa | sửa mã nguồn]

Lantan có độc tính từ thấp tới vừa phải và phải cẩn thận khi tiếp xúc với nó. Ở động vật, việc tiêm dung dịch chứa lantan sẽ sinh ra bệnh tích lũy đường trong máu, huyết áp thấp, thoái hóa lá lách và biến đổi bất thường ở gan.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  • "The Industrial Chemistry of the Lanthanons, Yttrium, Thorium and Uranium" của R.J. Callow, Nhà in Pergamon, 1967
  • "Chemistry of the Lanthanons" của R.C. Vickery, Butterworths, 1953
  • "Nouveau Traite de Chimie Minerale, Quyển VII. Scandium, Yttrium, Elements des Terres Rares, Actinium", P. Pascal, Editor, Masson & Cie, 1959
  • "Extractive Metallurgy of Rare Earths" của C.K. Gupta và N. Krishnamurthy, Nhà xuất bản CRC, 2005

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics. CRC press. 2000. ISBN 0849304814. 
  2. ^ Chau Y. P, Lu K. S (1995). “Investigation of the blood-ganglion barrier properties in rat sympathetic ganglia by using lanthanum ion and horseradish peroxidase as tracers”. Acta Anatomica (Basel) 153 (2): 135–144. PMID 8560966. 

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Hợp chất lantan

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]