Lantanoidlerin veya lantanitlerin kimyasal serisini başlatan elementtir ve iyi bilinen nadir toprak grubunun bir parçasıdır. Öte yandan manyetik, katalitik, kimyasal ve optik özelliklerinden dolayı metalurji, kimya mühendisliği, elektronik ve tıpta kullanılmaktadır. Lantan’ın ne olduğunu, özelliklerinin neler olduğunu, tüm özelliklerini ve kullanım alanlarını öğrenin.
Lantan nedir?
Lantan elementi daha düşük uçuculuğa, gümüşi parlaklığa, yüksek yoğunluğa, iyi işlenebilirliğe ve reaktiviteye sahip bir metaldir. Birçok element içeren çeşitli kimyasal bileşikler üretir, genellikle hava varlığında oksitlenir ve asitlerde çözünür. Ayrıca metalik formu ve bileşikleri hafif toksisite sergiler. Tipik olarak seryum ile ilişkilidir ve Alanit, Monazit ve Bastnasit gibi minerallerde bulunur.
Lantan sembolü
Lanthanum sembolünün etimolojik kökeni, gizli varlık veya saklı yer anlamına gelen Yunanca lanthano kelimesinden gelmektedir. Buna karşılık, unutulmuş bir şeyi ima eden lanthanomai ifadesinden gelir. Bu adın seçilmesinin nedeni, element tespit edildiğinde serit adı verilen seryum mineraliyle kaplı olmasıdır.
Lantanın özellikleri
Başlıca özellikleri arasında 138,90 u atomik kütleye, 6,146 kg/m³ yoğunluğa ve korozyona karşı duyarlılığa sahip olması yer almaktadır. Lantanitlerin en güçlü bazik veya metalik oksidini sunar, sünektir, dövülebilir ve elektronları 6 enerji seviyesine göre salınır. Ek olarak, mevcut 38 izotoptan yalnızca ikisi yer kabuğunda doğal olarak bulunur. Diğerleri:
- Kimyasal Reaktivite: Azot, selenyum, elementel karbon, bor, fosfor, silikon, halojenler ve diğer kimyasal elementlerle reaksiyona girer.
- Erime: Lantanoid serileri arasında ikinci en düşük erime noktasına sahiptir.
- Organoleptik özellikleri: Kokusuzdur, ağırdır ve parlak gümüşi beyaz renktedir.
- Durumu : Normal çevre koşullarında katıdır.
- Değişiklikler : Havada hızla oksitlenir, suyu parçalayarak hidrojen açığa çıkarır, seyreltik asitlerle reaksiyona girerek tuzlar oluşturur ve 450°C’nin üzerinde yanarak La₂O₃ üretir.
- Kırılganlık : Bıçak veya ustura ile kesilebilecek kadar yumuşaktır.
- Elektriksel direnç : Oda sıcaklığında 615 nm’lik yüksek bir dirence sahiptir.
- Sertlik : Mohs ölçeğine göre mineral sertliği 2,5’tir.
- Kristal yapı : 20°C’de altıgen kristal yapıya sahiptir, 310°C’de yüzey merkezli kübik yapıya dönüşür, 865°C’de ise cisim merkezli kübiktir.
- Manyetik düzen : Paramanyetizması zayıf olan bir elementtir.
Lantanın kimyasal ve fiziksel özellikleri
- Atom numarası : 57
- Oksidasyon durumları : +3
- Kovalent yarıçap (Å) : 169 pm
- Yoğunluk : 6146 kg/m³
- Elektronik konfigürasyon : [Xe]5d 1 6s 2
- Kaynama noktası : 3457°C (3730 K)
- Atom kütlesi (g/mol) : 138.9055 u
- Buharlaşma entalpisi : 414 kJ/mol
- Füzyon entalpisi : 6,2 kJ/mol
- Oksit : Kuvvetli baz
- Atom yarıçapı (Å) : 187 pm
- Özgül ısı : 190 J/(K-kg)
- Erime noktası : 920°C (1193K)
- Ses hızı : 293,15 K’da 2475 m/s
- Birinci iyonlaşma potansiyeli (eV) : 538,1 kJ/mol
- Elektronegatiflik : 1.1 (Pauling ölçeği)
- Seviye başına elektronlar : 2, 8, 18, 18, 9, 2
Lantanın kökeni
Araştırırsanız lantanı keşfeden kişi 1839-1843 yıllarında kimyager Carl Gustaf Mosander’dir. Bu İsveçli, biri lantan olan seryum örneğinden iki oksidi ayırmayı başardı. Ancak 1839’da Axel Erdmann bunu Norveç’ten gelen bir mineralde keşfetti. Ancak keşif, ikinci bir yeni elementi çıkarmak zorunda kaldığı için Mosander’a atfedildi. Buna karşılık, analiz edilen örnekler arasında gizli olduğu için adı Yunanca lanthano ifadesinden seçti. Daha sonra 1923 yılında ilk kez izole edildi.
Lantan ne için kullanılır?
Kullanım alanlarından biri de film endüstrisindeki projeksiyon ve aydınlatma çalışmalarıdır. Ek olarak, elementin birçok türevi yüksek kaliteli lensler yapmak için kullanılır. Ayrıca video kameralarda bazı bileşikler kullanılmaktadır. Diğer uygulamaları keşfedin:
- Seryum, praseodimyum, neodimyum, gadolinyum ve itterbiyumla birlikte hafif taşlarda ve nikel metal hidrit pillerde kullanılan Mischmetall alaşımını oluşturur.
- Tersinir absorpsiyon proseslerinde hacminin 400 katına kadar gaz depolayabilen hidrojen sünger alaşımlarında kullanılır.
- Lantan oksit, bazlara karşı direnç sağladığı için özel optimal camlar oluşturmak için kullanılır.
- Röntgen ünitelerinin yoğunlaştırıcı ekranlarının bir bileşenidir.
- Metalurjide, dövülebilirliğini, mukavemetini ve sünekliğini arttırmak için bu elementin izleri çeliğe eklenir.
- Tıpta lantan karbonat hiperfosfatemi ve kronik böbrek yetmezliği tedavisinde kullanılır.
Özetle Lantan, lantanit kimyasal serisinin başında gelir; dövülebilir, sünek ve dayanıklıdır. Ek olarak bu metaloid, diğer elementlerin yanı sıra elementel karbon, selenyum, nitrojen, halojenlerle çok iyi reaksiyona girer. Havayla temas ettiğinde oksitlenir ve genellikle bıçakla kesilebilecek kadar yumuşaktır.