Lanthan
Lanthan ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol La und der Ordnungszahl 57. Obwohl die Gruppenbezeichnung Lanthanide vom Lanthan abgeleitet ist, gehört es formal nicht zu ihnen. Gleichwohl besitzt es ähnliche Eigenschaften.
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Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||
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Name, Symbol, Ordnungszahl | Lanthan, La, 57 | ||||||||||||||||||||||||||||||
Serie | Lanthanide | ||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe, Periode, Block | 3 , 6 , f | ||||||||||||||||||||||||||||||
Dichte, Mohshärte | 6146 kg/m3, 2,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||
Aussehen | silbrig weiß | ||||||||||||||||||||||||||||||
Atomar | |||||||||||||||||||||||||||||||
Atomgewicht | 138,9055 amu | ||||||||||||||||||||||||||||||
Atomradius (berechnet) | 195 (k. A.) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalenter Radius | 169 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
van der Waals-Radius | k. A. pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronenkonfiguration | [Xe]5d5d16s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
e- 's pro Energieniveau | 2, 8, 18, 18, 9, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationszustände (Oxid) | 3 (stark basisch) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Kristallstruktur | hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||
Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||
Aggregatzustand (Magnetismus) | fest (__) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Schmelzpunkt | 1193 K (920 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Siedepunkt | 3730 K (3457 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Molares Volumen | 22,39 · 10-3 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
Verdampfungswärme | 414 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
Schmelzwärme | 6,2 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
Dampfdruck | 1,33 · 10-07 Pa bei 1193 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
Schallgeschwindigkeit | 2475 m/s bei 293,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
Verschiedenes | |||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativität | 1,1 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Spezifische Wärmekapazität | 190 J/(kg · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrische Leitfähigkeit | 1,26 · 106/m Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||
Wärmeleitfähigkeit | 13,5 W/(m · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
1. Ionisierungsenergie | 538,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
2. Ionisierungsenergie | 1067 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
3. Ionisierungsenergie | 1850,3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
4. Ionisierungsenergie | 4819 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
Stabilste Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||
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NMR-Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||
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SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt, sofern nicht anders angegeben. |
Eigenschaften und Verhalten
Das silberweiß glänzende Metall ist hämmerbar und duktil. Es existieren drei metallische Modifikationen.
An der Luft ist es recht unedel. Es überzieht sich rasch mit einer weißen Oxidschicht, die in feuchter Luft zum Hydroxid weiterreagiert. Bei Temperaturen oberhalb von 440 °C verbrennt Lanthan zu Lanthanoxid La2O3. Unter Bildung von Wasserstoff erfolgt in kaltem Wasser langsame, in warmen Wasser wesentlich schnellere Reaktion zum Hydroxid. In verdünnten Säuren löst sich Lanthan unter Wasserstoffentwicklung auf.
Mit vielen Elementen reagiert es in der Wärme direkt, mit Halogenen schon bei Raumtemperatur.
In Verbindungen liegt Lanthan als farbloses La3+ vor.Abbildungen
Reaktionsverhalten
La + n H2 → LaH2n ; 1 < n < 1,5
2 La + 3 O2 → La2O3
2 La + 6 H2O → 2 La(OH)3 + 3 H2
La2O3 + 3 H2O → 2 La(OH)3
In der Wärme verschiebt sich das Gleichgewicht auf die linke Seite.Anwendungen
Als Lanthanoxid:Geschichte
Lanthan (griechisch lanthanein für versteckt) wurde 1839 von Carl Gustav Mosander entdeckt. Aus einem vermeintlich reinem Cernitrat gewann er durch fraktionierte Kristallisation Lanthansulfat.Vorkommen
Lanthan kommt natürlich nur in chemischen Verbindungen vergesellschaftet mit anderen Lanthaniden, vorzugsweise Mineralien vor. Hauptsächlich sind dies :
Herstellung
Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Lanthanbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Lanthanfluorid umgesetzt. Anschließend wird mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum Lanthan reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.Verbindungen
Physiologisches
Lanthan hat keine biologische Funktion.Isotope
Vorsichtsmaßnahmen
Lanthan ist schwach giftig und sollte mit Vorsicht gehandhabt werden.Weblinks