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镧 | |
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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"。 镧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%,在稀土元素中含量仅次于铈。镧有两种天然同位素:镧139和放射性镧138。[1]
元素简介
银白色的软金属,有延展性。化学性质活泼。易溶于稀酸。在空气中易化;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,在热水中反应强烈并放出氢气。镧存在于独居石沙和氟碳铈镧矿中。易溶于稀酸。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;镧可直接与碳、氮、硼、硒、硅、磷、硫、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。
元素历史
镧于1839年1月,由在斯德哥尔摩的卡罗林斯卡研究所的Carl Gustav Mosander发现。他从在1803已经发现的铈中提取了它。Mosander注意到他的大多数氧化铈样本不可溶,而有些是可溶的,他推断这是一种新元素的氧化物。他的发现的消息传开了,但Mosander出奇的沉默。[2] 同年,Axel Erdmann,一位同样来自卡罗林斯卡研究所的学生,他从一种来自位于挪威峡湾的Låven岛的新矿物中发现了镧。
最终,Mosander解释了他的延迟,说他从铈中提取出了第二种元素,他称之为didymium(镨钕混合物)。然而他没有意识到didymium也是混合物,在1885年它被分离成了镨和钕。
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
元素作用
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。镧138是放射性的,半衰期为1.1×10¹¹年,曾被试用来治疗癌症。
其他相关
铈和钇被发现后,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”)。
镧以及接着发现的铒、铽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。
相关化合物
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。镧与铁、镍、钴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
镧系元素:lanthanide element,周期系ⅢB族中原子序数为
57~71的15种化学元素的统称。包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥,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,产生氢气,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。
相关物品
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、铈元素来源之之一。