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  • 镧:原子序数57,原子量138.9055,元素名来源于希腊文,原意是“隐蔽”。1839年瑞典化学家莫桑德尔从粗硝酸铈中发现镧,并确认是一种新元素。镧在地壳中的含量为0.00183%,是稀土元素中含量最丰富的一个。镧有两种天然同位素:镧139和放射性镧138。属于镧系元素,为稀土金属中最活泼的金属,在空气中很容易氧化。镧在独居石矿中约占稀土总量的25%。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名称: 外文名: Lanthanum
    符号: La 序号: 57
    周期: 6 元素分区: f
    原子质量: 138.9055 密度: 6.7
    熔点: 920.0(920 °C) 沸点: 3469.0(3457 °C)
    发现人: 莫桑德尔

    目录

    概述/镧 编辑

    镧是银白色的软金属,有延展性。化学性质活泼。能与水作用。易溶于稀酸。在空气中易氧化;加热能燃烧,生成氧化物和氮化物。在氢气中加热生成氢化物。镧为可锻压、可延展的银白色金属,质软可用刀切开;熔点921°C,沸点3457°C,密度6.174克/厘米³。镧化学性质活泼,在干燥空气中迅速变暗,在冷水中缓慢腐蚀,热水中加快;镧可直接与、卤素等反应;镧的化合物呈反磁性。高纯氧化镧可用于制造精密透镜;镧镍合金可做储氢材料,六硼化镧广泛用作大功率电子发射阴极。[1]

    基本性质/镧 编辑

    元素名称:镧(lán)
    元素原子量:138.9

    镧

    元素类型:金属
    原子体积:(立方厘米/摩尔):20.73
    元素在太阳中的含量:(ppm) :0.002
    元素在海水中的含量:(ppm):太平洋表面  0.0000026

    地壳中含量:(ppm):32
    原子序数:57
    氧化态:Main  La+3
    元素符号:La
    元素中文名称:镧
    元素英文名称:Lanthanum


    核内质子数:57
    核外电子数:57
    核电核数:57
    质子质量:9.5361E-26
    质子相对质量:57.399
    所属周期:6
    所属族数:IIIB
    摩尔质量:139
    密度:6.7
    熔点:920.0
    沸点:3469.0
    外围电子排布:5d1 6s2
    核外电子排布:2,8,18,18,9,2
    晶体结构:晶胞为六方晶胞。
    晶胞参数:
    a = 377.2 pm
    b = 377.2 pm
    c = 1214.4 pm
    α = 90°
    β = 90°
    γ = 120° 
    氧化镧氧化镧

    莫氏硬度:2.5
    声音在其中的传播速率:(m/S):2475

    电离能 (kJ /mol) 
    M - M+ 538.1
    M+ - M2+ 1067

    M2+ - M3+ 1850
    M3+ - M4+ 4819
    M4+ - M5+ 6400
    M5+ - M6+ 7600
    M6+ - M7+ 9600
    M7+ - M8+ 11000
    M8+ - M9+ 12400
    M9+ - M10+ 15900
    颜色和状态:银白色金属
    原子半径:2.74
    常见化合价:+3

    新鲜截面呈银灰色,在空气中易被氧化。避免与酸、氧化物、卤素、硫磺接触
    遇热、明火、氧化剂等物质接触有引起燃烧危险。一般封存于固体石蜡或浸于煤油中
    易受无机酸的侵蚀。有三种晶型,α型,六方晶系,β型,面心立方堆积,350℃稳定存在,密度=6.19g/cm3;γ型,>868℃稳定存在,密度=5.98g/cm3。

    发现/镧 编辑

    发现人:莫桑德尔(C.G.Mosander)

    莫桑德尔莫桑德尔

    发现时间和地点:1839   瑞典
    被发现后,虽然一些化学家们意识到,它们不是纯净的元素,但是直到它们被发现大约40年后,由于瑞典化学家莫桑德尔等人耐心的分析才把谜解开。莫桑德尔是贝齐里乌斯的学生和助手,他对发现和研究稀土元素作出较大贡献。1839年他将硝酸铈加热分解,发现只有一部分溶解在硝酸中。他把溶解的氧化物称为镧土(lanthana),元素称为lanthanum(镧),元素符号是La,来自希腊文lanthanō(“隐藏”)。镧以及接着发现的打开了发现稀土元素的第二道大门,是发现稀土元素的第二阶段。他们的发现是继铈和钇两个元素后又找到稀土元素中的三个。   

    贮存方法/镧 编辑

    加入密封的储藏器内,储存在阴凉、干燥的地方。确保工作间有良好的通风设施。远离火源、水源,避免与湿气接触
    切勿与氧化物,酸性物质保存在一起。必须保存于石蜡或矿物油中。

    合成方法/镧 编辑

    1.一般由水合氯化镧经脱水后,用金属钙还原,或由无水氯化镧经熔融后电解而制得。
    2.70g LaCl3、18.5g Ca在惰性气氛下彻底混合摇匀装入钽坩埚或用机动压力机压成圆柱体放入钽坩埚中,坩埚配有打孔的钽盖子以便通气,置于密闭MgO坩埚[d=2(in,in=0.0254m,下同),h=7(in,in=0?0254m,下同)]中。然后放在石英管[d=2.25(in,in=0.0254m,下同)]中,管的一端熔封,另一端打磨后使嵌入55/50锥形接头中。用石蜡将石英管密封在真空体系中。充入Ar(先经过热的金属铀纯化)达到P=1atm,用6kW感应炉加热到550~600℃,使反应发生(钽坩埚温度突然上升为据)。5min后达到1000℃,维持13min使产生的稀土金属完全结块。冷却到室温,用水浸泡钽坩埚以除掉CaCl2、Ca,熔融的稀土金属保留在底部(1%~3% Ca)。
    3.在100mL镍坩埚中电解熔融50gKOH+20gNaOH+8gH2O+10gLa2O3的混合物。镍坩埚置于300W的电炉中,用一支装金属箍头的玻璃温度计测量温度,厚的铂丝作为阳极稍稍浸入熔融物的液面下,坩埚作为阴极,电压4V。温度控制在300℃直至得到清澈的熔化物,5min后,当温度达310℃时,清澈的熔融物中开始出现沉淀。待观察到反应放热,停止加热,温度下降到290℃,持续20min后,轻轻倒出熔化物,得到晶体。熔融物在260~280℃再次加热2.5h,能够形成较好的晶体。产物用稀醋酸洗涤。

    来源及用途/镧 编辑

    元素来源
    镧的制备一般由水合氯化镧经脱水后,用金属钙还原,或由无

    镧
    水氯化镧经熔融后电解而制得。在潮湿空气中迅速失去光泽,生成无色化合物,它存在于稀土矿中,通常把它归在稀土族内,是混合稀土的一种主要成分。

    元素用途

    镧的应用非常广泛,如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中,光转换农用薄膜也用到镧,在国外,科学家把镧对作物的作用赋与"超级钙"的美称。可制合金,亦可做催化剂。因此,常用来制造昂贵的照相机镜头。138La是放射性的,半衰期为1.1×1011年,曾被试用来治疗癌症。[2]

    化合物/镧 编辑

    氧化镧

    名称: 氧化镧;lanthanum oxide 
    资料: La2O3   分子量325.84
    白色无定形粉末。密度6.51g/cm3。

    熔点2217℃。沸点4200℃。微溶于水,易溶于酸而生成相应的盐类。露置空气中易吸收二氧化碳和水,逐渐变成碳酸镧。灼烧的氧化镧与水化合放出大量的热。
    应用领域:主要用于制造制特种合金精密光学玻璃、高折射光学纤维板,适合做摄影机照相机、显微镜镜头和高级光学仪器棱镜等。还用了制造陶瓷电容器、压电陶瓷掺入剂和X射线发光材料溴氧化镧粉等。由磷铈镧矿砂萃取或由灼烧碳酸镧或硝酸镧而得。也可以由镧的草酸盐加热分解可以制得。用作多种反应的催化剂,如掺杂氧化镉时催化一氧化碳的氧化反应,掺杂钯时催化一氧化碳加氢生成甲烷的反应。浸渗入氧化锂或氧化锆(1%)的氧化镧可用于制造铁氧体磁体。是甲烷氧化偶联生成乙烷和乙烯的非常有效的选择性催化剂。用于改进钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)铁电体的温度相依性和介电性质,以及制造纤维光学器件和光学玻璃

    氢化镧

    lanthanum hydride
    分子式: LaH1.95~3
    性质:二氢化镧具有立方结构、三氢化镧为面心立方结构LaH2的磁性比金属镧略下降,而LaH3为抗磁性。LaH2,LaH3导电性能低于金属La。用金属镧和H2直接反应可制取镧的氢化物。镧与形成的合金和氢形成的化合物可以制备贮氢材料。

    碳酸镧

    名称碳酸镧;lanthanum carbonate
    资料:分子式:La2(CO3)•8H2O  
    性质:一般均含有一定的水合水分子。是斜方晶系,能和大多数酸反应,在25℃水中溶解度2.38×10-7mol/L。在900℃时可热分解为三氧化二镧。在热分解过程可产生碱式盐La2O3•2CO2•2H2O。碳酸镧可与碱金属碳酸盐生成可溶于水的碳酸复盐La2(CO3)3•Na2SO4•nH2O。向可溶性的镧盐的稀溶液中加入略过量碳酸铵即可制得碳酸镧沉淀。

    镧系元素/镧 编辑

     镧系元素:lanthanide element,周期系ⅢB族中原子序数为

    镧氯化镧
    57~71的15种化学元素的统称。包括镧、,它们都是稀土元素的成员。

    镧系元素通常是银白色有光泽的金属,比较软,有延展性并具有顺磁性。镧系元素的化学性质比较活泼。新切开的有光泽的金属在空气中迅速变暗,表面形成一层氧化膜,它并不紧密,会被进一步氧化,金属加热至200~400℃生成氧化物。金属与冷水缓慢作用,与热水反应剧烈,产生气,溶于酸,不溶于碱。金属在200℃以上在卤素中剧烈燃烧,在1000℃以上生成氮化物,在室温时缓慢吸收氢,300℃时迅速生成氢化物。镧系元素是比铝还要活泼的强还原剂,在150~180℃着火。镧系元素最外层(6S)的电子数不变,都是2。而镧原子核有57个电荷,从镧到镥,核电荷增至71个,使原子半径和离子半径逐渐收缩,这种现象称为镧系收缩。由于镧系收缩,这15种元素的化合物的性质很相似,氧化物和氢氧化物在水中溶解度较小、碱性较强,氯化物、硝酸盐、硫酸盐易溶于水,草酸盐、氟化物、碳酸盐、磷酸盐难溶于水。

    镧石/镧 编辑

    lanthanite ,分子式:(La,Ce)2[CO3]3•8H2O,性质:斜方晶系。晶体呈板状;通常成细粒状及土状集合体。颜色灰白、淡红或淡黄色。莫氏硬度2.5~3。相对密度2.605。珍珠光泽,土状者光泽暗淡。偶尔与其他稀土碳酸盐矿物相伴,产于某些蚀变石灰岩内。是提炼镧、铈元素来源之一。[3]


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    化学元素,指自然界中一百多种基本的金属和非金属物质,它们只由一种原子组成,其原子中的每一核子具有同样数量的质子,用一般的化学方法不能使之分解,并且能构成一切物质。

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    参考资料
    [1]^引用日期:2012-04-13
    [2]^引用日期:2012-04-13
    [3]^引用日期:2012-04-13
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