Лантан

ЛАНТАН, La (от греч. lanthano — скрываюсь * а. lanthanum; н. Lanthan; ф. lanthane; и. lantano), — химический элемент III группы периодической системы Менделеева, относится к редкоземельным элементам, атомный номер 57, атомная масса 138,9. Природный лантан состоит из двух изотопов; радиоактивного 138La (0,089%) и стабильного 139La (99,911%). Открыт шведским химиком К. Мосандером в 1839 в виде лантановой "земли" — оксида лантана.

Лантан — белый металл, имеющий гексагонную плотноупакованную структуру до 260°С (а-La, с параметрами ячейки а=0,3770 нм, с=1,2159 нм), гранецентрированную, кубическую (Я-La, а=0,5304 нм) при 260-880°С, объёмноцентрированную кубическую (g-La, а=0,426 нм) выше 880°С. Плотность 6162 кг/м3, t плавления 920°С, t кипения 3450°С; удельная теплоёмкость Cp 27,1 Дж/(моль•К); температурный коэффициент линейного расширения (10-6 К-1): а-5,2, b-9,6; удельное электрическое сопротивление (ом•см•106): а-56,8, b-98, g-126.

Проявляет степень окисления +3. В атмосфере кислорода при 450°С воспламеняется и сгорает до оксида La2О3, медленно разлагает воду с выделением Н2. С азотом лантан в раскалённом состоянии образует нитрид. При 240°С в среде водорода образует гидрид, при комнатной температуре также происходит поглощение водорода металлом. Известны весьма прочные галогениды, сульфиды и другие соединения лантана. Легко растворяется в соляной, серной и азотной кислотах.

Кларк лантана (г/т) в лерцолитах верхней мантии 0,563, в земной коре 16, в толеитах океанов 3,36, континентов 7, в щелочных базальтах 59, в глинах 24-35, в песках 14-16, в карбонатных породах 8,3-6,3. Лантан постоянно ассоциирует со всеми редкоземельными элементами (РЗЭ), как в их минералах (их более 60), так и в минералах, содержащих РЗЭ в качестве примесей (фосфаты, фториды, карбонаты, тантало-ниобаты, силикаты РЗЭ, Ca, U, Th, Nb, Sr и др.). Лантан концентрируется в основном в акцессорных минералах. При частичном плавлении мантии лантан накапливается в расплавах, а при кристаллизации — в их остаточных порциях, образуя в ряде случаев магматические месторождения. Лантан характерен также для щелочных метасоматитов и пегматитов. В осадочном процессе миграция лантана затруднена, при выветривании он накапливается в россыпях акцессорных минералов. Сырьевые ресурсы связаны также с попутным извлечением из руд U, Th, Nb, Ta и др.

Металлический лантан высокой чистоты получают кальциетермическими и электролитическими способами. Применение: легирующие добавки вместе с другими РЗЭ при производстве чугуна, стали, сплавов на основе Mg, Al, Cu, Ti, Zr и др.; для изготовления фотокатодов, люминофоров, кристаллофосфоров, оптического стекла и др.