란타노이드 또는 란타넘족의 화학적 계열을 시작하는 원소이며 잘 알려진 희토류 그룹의 일부입니다. 반면에 자기적, 촉매적, 화학적, 광학적 특성으로 인해 야금, 화학 공학, 전자 및 의학 분야에 사용됩니다. 란타늄이 무엇인지, 그 특성은 무엇인지, 모든 특성과 용도는 무엇인지 알아보세요.
란타늄이란 무엇입니까?
란타늄 원소는 휘발성이 낮고 은빛 광택이 나며 밀도가 높고 전성 및 반응성이 좋은 금속입니다. 이는 많은 원소를 포함하는 여러 가지 화합물을 생성하며 일반적으로 공기 존재 시 산화되며 산에 용해됩니다. 또한 금속 형태와 화합물은 약간의 독성을 나타냅니다. 일반적으로 이는 세륨과 연관되어 있으며 Alanite, Monazite 및 Bastnasite와 같은 광물에서 발견됩니다.
란타늄 기호
란타넘(Lanthanum) 기호의 어원 은 숨겨진 존재 또는 숨겨진 장소를 의미하는 그리스어 란타노( lanthano) 에서 유래합니다. 이는 잊혀진 것을 의미하는 란타노마이(lanthanomai)라는 표현에서 유래되었습니다. 원소가 검출되었을 때 세라이트(cerite)라는 세륨 광물로 덮여 있었기 때문에 그 이름이 선택되었습니다.
란타늄의 특성
주요 특징 중 원자 질량은 138.90u, 밀도는 6.146kg/m3, 부식에 대한 민감도가 있습니다. 이는 란타넘족의 가장 강한 염기성 또는 금속 산화물을 나타내며, 연성이 있고 가단성이 있으며 전자는 6가지 에너지 레벨에 따라 진동합니다. 또한, 이용 가능한 38개의 동위원소 중 단 2개만이 지각에서 자연적으로 발견됩니다. 기타는 다음과 같습니다.
- 화학 반응성: 질소, 셀레늄, 탄소 원소, 붕소, 인, 규소, 할로겐 및 기타 화학 원소와 반응합니다.
- 녹는점 : 란타노이드 계열 중에서 녹는점이 두 번째로 낮습니다.
- 감각적 특성: 냄새가 없고 무겁고 밝은 은백색을 띤다.
- 조건 : 일반적인 환경 조건에서는 견고합니다.
- 변화 : 공기 중에서 급속하게 산화하고, 물을 분해하여 수소를 방출하고, 묽은 산과 반응하여 염을 형성하고, 450°C 이상에서 연소하여 La2O₃를 생성합니다.
- 취약성 : 칼이나 면도기로 잘릴 정도로 부드러워요.
- 전기 저항 : 실온에서 615nΩm의 높은 저항률을 갖습니다.
- 경도 : 모스 척도는 광물 경도를 2.5로 나타냅니다.
- 결정 구조 : 20°C에서는 육각형 결정 구조를 가지며, 310°C에서는 면심 입방체로 변하지만, 865°C에서는 체심 입방체로 변합니다.
- 자기질서 : 상자성이 약한 원소이다.
란타늄의 화학적, 물리적 성질
- 원자번호 : 57
- 산화 상태 : +3
- 공유결합 반경(Å) : 169pm
- 밀도 : 6146kg/m³
- 전자 구성 : [Xe]5d 1 6s 2
- 끓는점 : 3457°C (3730 K)
- 원자 질량 (g/mol) : 138.9055 u
- 기화엔탈피 : 414 kJ/mol
- 융합 엔탈피 : 6.2 kJ/mol
- 산화물 : 강염기
- 원자 반경(Å) : 187pm
- 비열 : 190 J/(K-kg)
- 융점 : 920°C (1193K)
- 소리의 속도 : 293.15K에서 2475m/s
- 1차 이온화 전위(eV) : 538.1 kJ/mol
- 전기음성도 : 1.1 (폴링 규모)
- 레벨당 전자 수 : 2, 8, 18, 18, 9, 2
란타늄의 유래
조사해 보면 란타늄을 발견한 사람은 1839년부터 1843년까지 화학자 칼 구스타프 모산데르였습니다. 이 스웨덴인은 세륨 샘플에서 두 개의 산화물을 분리하는데 성공했는데, 그 중 하나가 란타늄이었습니다. 그러나 1839년 Axel Erdmann이 노르웨이의 광물에서 이를 발견했습니다. 그러나 이 발견은 모산더가 두 번째 새로운 원소를 추출해야 했기 때문에 그의 것으로 여겨졌습니다. 결국 그는 분석된 샘플 사이에 숨겨져 있던 그리스어 표현인 란타노 에서 이름을 선택했습니다. 그 후 1923년에 처음으로 고립되었습니다.
란탄은 어디에 사용되나요?
용도 중 하나는 영화 산업에서의 프로젝션 및 조명 작업입니다. 또한 고품질 렌즈를 만들기 위해 요소의 많은 파생물이 사용됩니다. 또한 일부 화합물은 비디오 카메라에도 사용됩니다. 다른 앱을 찾아보세요:
- 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 가돌리늄 및 이테르븀과 함께 가벼운 돌과 니켈 금속 수소화물 배터리에 사용되는 미쉬메탈 합금을 형성합니다.
- 이는 가역적 흡수 공정에서 가스 부피의 최대 400배를 저장할 수 있는 수소 스폰지 합금에 사용됩니다.
- 산화란탄은 염기에 대한 저항성을 제공하기 때문에 특별한 최적의 유리를 형성하는 데 사용됩니다.
- 이는 X선 장치의 강화 스크린의 구성 요소입니다.
- 야금에서는 이 원소의 미량을 강철에 첨가하여 연성, 강도 및 연성을 높입니다.
- 의학에서는 탄산란타늄이 고인산혈증과 만성 신부전의 치료제로 사용됩니다.
요약하면, 란타늄은 란탄족 화학 계열의 선두에 있으며, 가단성, 연성 및 저항성을 갖습니다. 또한 이 준금속은 탄소, 셀레늄, 질소, 할로겐 등의 원소와 매우 잘 반응합니다. 공기에 노출되면 산화되며 일반적으로 너무 부드러워서 칼로자를 수 있습니다.