ランタン

これは、ランタノイドまたはランタニドの一連の化学反応を開始する元素であり、よく知られた希土類グループの一部です。一方、その磁気的、触媒的、化学的、光学的特性により、冶金学、化学工学、エレクトロニクス、医学で使用されています。ランタンとは何か、その特徴、そのすべての特性と用途を調べてください。

ランタンとは何ですか?

ランタンという元素は、揮発性が低く、銀色の光沢があり、密度が高く、展性と反応性に優れた金属です。多くの元素を含むいくつかの化合物を生成し、一般に空気の存在下で酸化され、酸に可溶です。さらに、その金属形態および化合物はわずかな毒性を示します。通常、セリウムと関連しており、アラナイト、モナザイト、バストナサイトなどの鉱物に含まれています。

ランタンのシンボル

シンボル「ランタン」の語源は、隠された存在または隠された場所を意味するギリシャ語のランタノに由来します。転じて、忘れられたものを意味する「ランタノマイ」という表現から来ています。その名前は、この元素が検出されたときにセライトと呼ばれるセリウム鉱物で覆われていたために選ばれました。

ランタンの特徴

その主な特徴としては、原子質量が 138.90 u、密度が 6.146 kg/m3、腐食しやすいことが挙げられます。ランタニドの中で最も強力な塩基性酸化物または金属酸化物であり、延性があり、展性があり、その電子は 6 つのエネルギー準位に従って振動します。さらに、利用可能な 38 個の同位体のうち、地球の地殻に自然に存在するのは 2 個だけです。その他は次のとおりです。

  • 化学反応性:窒素、セレン、炭素元素、ホウ素、リン、シリコン、ハロゲン、その他の化学元素と反応します。
  • 融点：ランタノイド系の中で2番目に融点が低い。
  • 官能特性:無臭で重く、明るい銀白色の色合いをしています。
  • 状態: 通常の環境条件下では固体です。
  • 変化: 空気中で急速に酸化し、水を分解して水素を放出し、希酸と反応して塩を形成し、450°C 以上で燃焼して La₂O₃ を生成します。
  • 脆弱性：非常に柔らかいため、ナイフやカミソリで細かく切ることができます。
  • 電気抵抗：室温で615nΩmと高い抵抗率を持ちます。
  • 硬度: モース硬度は 2.5 の鉱物硬度となります。
  • 結晶構造：20℃では六方晶の結晶構造ですが、310℃では面心立方晶に変態しますが、865℃では体心立方晶になります。
  • 磁気秩序：弱い常磁性を持つ元素です。

ランタンの化学的および物理的性質

  1. 原子番号: 57
  2. 酸化状態: +3
  3. 共有結合半径 (Å) : 169 pm
  4. 密度: 6146 kg/m3
  5. 電子構成: [Xe]5d 1 6s 2
  6. 沸点：3457℃（3730K）
  7. 原子量 (g/mol) : 138.9055 u
  8. 気化エンタルピー: 414 kJ/mol
  9. 融解エンタルピー: 6.2 kJ/mol
  10. 酸化物：強塩基
  11. 原子半径 (Å) : 187 pm
  12. 比熱: 190 J/(K-kg)
  13. 融点: 920℃ (1193K)
  14. 音速：293.15Kで2475m/s
  15. 第一イオン化ポテンシャル (eV) : 538.1 kJ/mol
  16. 電気陰性度: 1.1 (ポーリングスケール)
  17. レベルあたりの電子数: 2、8、18、18、9、2

ランタンの起源

調べてみると、ランタンを発見したのは 1839 年から 1843 年にかけて化学者カール グスタフ モサンダーでした。このスウェーデン人はセリウムのサンプルから 2 つの酸化物を分離することに成功し、そのうちの 1 つはランタンでした。しかし、1839年にアクセル・エルドマンがノルウェー産の鉱物からそれを発見しました。しかし、モサンダーは 2 番目の新しい元素を抽出する必要があったため、この発見はモサンダーによるものと考えられました。逆に、分析されたサンプルの中にそれが隠されていたため、彼はギリシャ語の表現「ランタノ」から名前を選びました。その後、1923 年に初めて孤立しました。

ランタンは何に使われますか?

用途の 1 つは、映画業界での映写および照明の仕事です。さらに、高品質のレンズを製造するために、この元素の多くの派生物が使用されています。さらに、いくつかの化合物はビデオカメラにも使用されています。他のアプリを発見:

  • セリウム、プラセオジム、ネオジム、ガドリニウム、イッテルビウムとともにミッシュメタル合金を形成し、軽量石やニッケル水素電池に使用されます。
  • 可逆吸収プロセスで最大 400 倍の体積のガスを貯蔵できる水素スポンジ合金に使用されます。
  • 酸化ランタンは塩基に対する耐性を提供するため、特別に最適なガラスを形成するために使用されます。
  • これは、X 線装置の増倍管スクリーンのコンポーネントです。
  • 冶金学では、この元素の微量が鋼に添加され、その展性、強度、延性が向上します。
  • 医学では、炭酸ランタンは高リン血症や慢性腎不全の治療法として使用されています。

要約すると、ランタンはランタニド化学シリーズの頂点に位置し、展性があり、延性があり、耐久性があります。さらに、この半金属は、炭素元素、セレン、窒素、ハロゲンなどの元素と非常によく反応します。空気に触れると酸化し、通常はナイフで切れるほど柔らかくなります。