Қазақстан тарихы[היום-מחר
Лантан сияқты химиялық элемент сәті ашу 36 жыл бойы. 1803 ж. 24-жастағы швед химигі Йенс Якоб Берцелиус зерттеген минерал, белгілі енді атты церит. Бұл минерале табылған иттриевая жер және тағы бір сирек кездесетін жер, өте ұқсас иттриевую. Оны атады цериевой. “1826 ж. Карл Мозандер зерттеген цериевую мен жер деді, ол біркелкі емес, ол басқа церия, бар тағы бір жаңа элемент. Дәлелдеу күрделілігі цериевой жер Мозандеру алдық тек 1839 ж. Ол білді бөліп, жаңа элемент келгенде, оның иелігінде екен көп церита.

Происхождение названия[היום-מחר
Жаңа элемент табылған церите және мозандерите ұсынысы бойынша Берцелиуса атады лантаном. Ол берілді құрметіне оның ашылу тарихы және жиі т. б.-греч. λανθάνω — “скрываюсь”, “таюсь”.

Табиғатта таралуы[өңдеу | қайнарын қарау]
Толығырақ осы тақырып бойынша қараңыз, жер бетінде сирек кездесетін элементтер.
Лантан бірге церием және неодимом жатады ең көп таралған сирек жер элементтері. Мазмұны лантана жер қыртысында шамамен 2,9·10-3% салмағы бойынша, теңіз суында шамамен 2,9·10−6мг/л[2][3]. Негізгі өнеркәсіптік минералдары лантана — монацит, бастнезит, апатит және лопарит. Құрамына осы минералдар кіреді басқа да сирек кездесетін жер[2].

Алу[היום-מחר
Алу лантана байланысты бөле отырып, бастапқы шикізат фракциясы. Лантан шоғырланады бірге церием, празеодимом және неодимом. Алдымен қоспасынан туғаннан церий, содан кейін қалған элементтері ортақ экстракциялау.

Физикалық қасиеттері[өңдеу | қайнарын қарау]
Лантан — жылтыр күмісті-ақ түсті металл, таза күйінде — соғылмалы және тягучий. Әлсіз парамагнитен. Кристалды құрылымы плотноупакованная үлгідегі плотнейшей гексагональной орау[4].

Бар үш кристалдық өндірілмеді: α-La с гексагональной тормен (а=0,3772 нм, с=1,2144 нм, z=4, кеңістіктік топ Р63/ттс)[2], β-La с кубической тормен типті мыс (а=0,5296 нм, z=4, кеңістіктік топ Fm3m), γ-La с кубической объемноцентрированной тормен үлгідегі α-Fe (а=0,426 нм, z=2, кеңістіктік топ Im3m, төзімді-ден 920 °C) температура өтуілер α↔β 277 °C және β↔γ 861 °C[2]. DH° полиморфных өтуілер: α:β — 0,36 кДж/моль, β:γ — 3,12 кДж/моль[2]. При переходе из одной түрлендіру басқа өзгереді, тығыздығы лантана: α-La бар, тығыздығы 6,162-6,18 г/см3[4], β-La — 6,19 г/см3 γ-La — 5,97 г/см3[2].

Сплавляется мырыш, магний, кальций, таллием, қалайымен, қорғасынмен, никелем, кобальтом, марганецпен, сынап, күміс, алюминиймен, мыспен және кадмиймен жұмыс істейтін. Темірмен лантан құрады пирофорный қорытпасы[4].

Химиялық қасиеттері[өңдеу | қайнарын қарау]
Өзінің химиялық қасиеттері бойынша лантан көбірек ұқсайтын 14 келесі оған элементтерінің, сондықтан оларды атайды лантаноидами. Металл лантан ие жоғары химиялық белсенділігі[2].

Дымқыл ауада тез айналады негізгі карбонаты лантана:
{\displaystyle {\mathsf {4La+3O_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 2La_{2}O_{3}}}} {\mathsf {4La+3O_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 2La_{2}O_{3}}}
{\displaystyle {\mathsf {La_{2}O_{3}+2CO_{2}+H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ 2LaCO_{3}(OH)}}} {\mathsf {La_{2}O_{3}+2CO_{2}+H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ 2LaCO_{3}(OH)}}
Кезінде 450 °С жинақталады және оны ішінен толықсытады білімі бар оксидінің лантана(III):
{\displaystyle {\mathsf {4La+3O_{2}\ {\xrightarrow {450^{o}C}}\ 2La_{2}O_{3}}}} {\mathsf {4La+3O_{2}\ {\xrightarrow {450^{o}C}}\ 2La_{2}O_{3}}}
Баяу әрекет етеді суық сумен тез — ыстық құрай отырып гидроксиді лантана(III)[5]:
{\displaystyle {\mathsf {2La+6H_{2}O\ {\xrightarrow {90^{o}C}}\ 2La(OH)_{3}+3H_{2}\uparrow }}} {\mathsf {2La+6H_{2}O\ {\xrightarrow {90^{o}C}}\ 2La(OH)_{3}+3H_{2}\uparrow }}
Қыздырғанда лантан реакцияға сәйкес фтор, хлор, бромом және иодом бере отырып, тиісінше, фторид, хлорид, бромид және иодид[5]:
{\displaystyle {\mathsf {2La+3F_{2}\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ 2LaF_{3}}}} {\mathsf {2La+3F_{2}\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ 2LaF_{3}}}
{\displaystyle {\mathsf {2La+3Cl_{2}\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ 2LaCl_{3}}}} {\mathsf {2La+3Cl_{2}\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ 2LaCl_{3}}}
{\displaystyle {\mathsf {2La+3Br_{2}\ {\xrightarrow {t^{o}C}}\ 2LaBr_{3}}}} {\mathsf {2La+3Br_{2}\ {\xrightarrow {t^{o}C}}\ 2LaBr_{3}}}
{\displaystyle {\mathsf {2La+3I_{2}\ {\xrightarrow {t^{o}C}}\ 2LaI_{3}}}} {\mathsf {2La+3I_{2}\ {\xrightarrow {t^{o}C}}\ 2LaI_{3}}}
Оңай әрекеттеседі минералды қышқылдармен білімі бар иондар La3+ және сутегі. Әбден мүмкін, су ерітіндісінде ион La3+ дәрежеде бар сияқты кешенді ион [La(OH2)9]3+[5]:
{\displaystyle {\mathsf {2La+3H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {H_{2}O}}\ 2La^{3+}+3SO_{4}^{2-}+3H_{2}\uparrow }}} {\mathsf {2La+3H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {H_{2}O}}\ 2La^{{3+}}+3SO_{4}^{{2-}}+3H_{2}\uparrow }}
Негізгі қосылыстары[өңдеу | қайнарын қарау]
Ацетилацетонат лантана — органикалық қосылыс, хелат, формуласы La(С5Н7О2)3. Білдіреді бесцветное қатты зат, жақсы ерітілетін суда және органикалық еріткіштерде. Сонда реакциясы тұздар лантана-бабына спиртовым ерітіндісімен ацетилацетона.
Бензоилацетонат лантана — хелатное біріктіру лантана, формуласы La(C10H9O2)3. Түзеді сары призматические кристалдар. Сонда өзара іс-қимылымен тұздар лантана-бабына спиртовым ерітіндісімен бензоилацетона.
Бромид лантана(III) — бинарлы қосылыс формуласы LaBr3. Түзеді ақ кристалдар, суда жақсы еритін. Алады әрекетімен бромоводорода арналған оксиді немесе сульфид лантана.
Гидриді лантана(III) — бинарлы қосылыс формуласы LaH3. Білдіреді қара-көк кристаллическое вещество; жауап сумен білімі бар гидроксидін лантана. Сонда әсерінен сутегі лантан кезінде 210-290 °С.
Гидроксиді лантана(III) — белое нерастворимое судағы зат формуласы La(OH)3. Құрылады әрекеті кезінде ыстық судың металл лантан немесе оксиді. Кезде температура 300 °С — разлагается.
Иодид лантана(III) — бинарлы қосылыс формуласы LaI3. Құрады кристалдар сары-жасыл түсті, суда жақсы еритін және органикалық еріткіштерде. Алады нагреванием лантана және иода инертті атмосферада.
Карбид лантана(III) — бинарлы қосылыс лантана отырып, көміртегімен, формуласы LaС2. Түзеді сары кристалдар. Жауап сумен білімі бар гидроксидін және бөле отырып, этан және ацетилен.
Карбонат лантана(III) — бесцветное кристаллическое зат формуласы бойынша La2(CO3)2, құрады кристаллогидрат құрамын La2(CO3)2·8H2O. Сонда рет көмірқышқыл газы арқылы суспензияны гидроксидін лантана.
Купферонат лантана — органикалық зат, хелат, формуласы [La{C6H5N(NO)O}3]. Түзеді сары кристалдар. Сонда реакция хлориді лантана ерітіндісімен купферона қышқыл ортада.
Нитрат лантана(III) — бесцветное кристаллическое зат формуласы La(NO3)3; суда жақсы ериді және органикалық еріткіштерде. Сонда растворением лантана, оның оксиді немесе гидроксиді азот қышқылында.
Оксалат лантана(III) — бесцветное зат, формуласы La2(C2O4)3. Емес ериді суда. Сонда әрекетімен еритін тұздары лантана артық мөлшерде қымыздық қышқылы.
Оксиді лантана(III) — ақ түсті кристалл, формуласы La2O3. Емес ериді, суда, бірақ баяу жауап береді оған. Сонда олар лантана ауада немесе разложением оның тұздарының жоғары температурада. Ериді, қышқылдар білімі бар тұздар La(III). Ауада жұтып көмірқышқыл газы, бірте-бірте превращаясь негізгі карбонаты лантана.
Оксисульфид лантана — сарғыш-ақ гексагональные кристалдар формуламен La2O2S.
Оксифторид лантана(III) — кристалдар кубической сингонии, формуласы LaOF. Алады өзара іс-қимылымен фторидін лантана бастап су буымен кезінде 800 °С құю немесе біріктіру арқылы оксидінің лантана с фторидом лантана вакуумда.
Силицид лантана(III) — физика-бейорганикалық қосылыс формуласы LaSi2. Құрады сұр кристалдар.
Сульфат лантана(III) — түссіз кристалдар, суда еритін формуласымен La2(SO4)3. Сонда растворением металл лантана, оның оксиді немесе гидроксиді күкірт қышқылында. Разлагается қыздырғанда.
Сульфидтер лантана — екілік органикалық емес қосылыстар лантана және күкірт. Сульфид лантана(III) формуласын La2S3; түзеді сары-қызыл кристалдар, суда ерімейтін. Сонда әрекетімен бу күкірт лантан кезінде 600-800 °С Моносульфид лантана LaS құрайды алтын түстес кристалдар кубической сингонии. Дисульфид лантана LaS2 — қоңыр кристалдар.
Фосфат лантана(III) — кристалдар, нашар суда еритін формуласымен LaPO4. Сонда айырбастау реакциясы арасындағы растворимой тұз лантана және фосфатпен сілтілік металл.
Фосфид лантана(III) — физика-бейорганикалық қосылыс, қара кристалдар формуламен LaP. Сонда реакция лантана және фосфор кезінде 400-500 °С.
Фториді лантана(III) — бесцветное зат формуласы бойынша LaF3. Емес ериді суда. Алады өзара іс-қимылымен лантана отырып, плавик қышқылымен не тікелей олар лантана барлық фторе.
Хлорид лантана(III) — бесцветное зат формуласы бойынша LaCl3, жақсы ерітілетін суда. Сонда реакция лантана хлормен өзара іс-қимылымен немесе оның тұз қышқылы бар.
Минералдар[היום-מחר
Бастнезит — минерал сынып фторкарбонатов, формула (Ce, La, Y)CO3F. Құрады мөлдір кристалдар сары, қызғылт сары, қызыл және қоңыр түсті. Қаттылығы бойынша Моосу — 4-4,5; салмағы — 4,93—5,18. Тұруы мүмкін 34,7-дан 45,8 % – ға оксиді лантана(III)[6].
Гадолинит — қара (қара-қоңыр) минерал, қалың стекловатым блеском, формула (Ce, La, Nd, Y)2FeBe2Si2O10. Қаттылығы Моос шкаласы бойынша — 6,5-7[7]. Үлес салмағы 4-4,3[8]. Құрамы непостоянен.
Монацит — минерал сынып фосфаттар, формула (Ce, La, Nd, Th)[PO4]. Болуы мүмкін сары, қызыл-бурую, гиацинтово-қызыл, оливиново-жасыл бояу; түсі шегін — ақ (жасыл-сары). Қаттылығы бойынша Моосу — 5-5,5; салмағы — 4,9—5,2[9]. Жоғары ұстау уран және торий — радиоактивен.