Lantano
El lantano és un element químic de la taula periòdica el símbol de la qual és La i la seua número atómico és 57.
És el primer element de la série dels lantànits.
Història
[editar | editar còdic]Va ser descobert pel químic suec Carl Gustaf Mosander en l'any 1839. Deu el seu nom al verp grec lanthaneîn (λανθανεῖν), que significa "amagat", ya que el metal es trobava "amagat" en un mineral de ceri. Mosander va descobrir l'element lantano en el nitrat de ceri impuro. Es va extraure de la terra (òxit insoluble en aigua) lantana (òxit de lantano), tractant-la en un àcit fort. (Atres elements lantànits varen ser descoberts en impurees de minerals d'itri i de ceri).
Característiques
[editar | editar còdic]El lantano és el primer element i prototip de la série de lantànits. En la taula periòdica, apareix a la dreta del metal alcalinotérreo bari i a l'esquerra del lantànit ceri. El lantano a sovint es considera un element del grup 3, junt en l'escandio, l'itri i l'actini, el congènere més pesat del lantano,[1] encara que esta classificació és controvertida. Els 57 electrons d'un àtom de lantano estan disposts en la configuració [Xe]5d16s2, en tres electrons de valència fòra del núcleu del gas noble. En les reaccions químiques, el lantano casi sempre dona estos tres electrons de valència de les subcapas 5d i 6s per a formar l'estat d'oxidació +3, el guany de la configuració estable del gas noble anterior xenón.[2] També es coneixen alguns composts de lantano (II), pero són molt manco estables.[3]
Entre els lantànits, el lantano és excepcional ya que no té electrons 4f com un sol àtom en fase gaseosa. Per lo tant, és solament molt débilment paramagnético, a diferència dels lantànits posteriors fortament paramagnéticos (en l'excepció dels dos últims, iterbio i luteci, a on la capa 4f està completament plena).[4] No obstant, la capa 4f del lantano pot ocupar-se parcialment en ambients químics i participar en enllaços químics, raó per la qual a voltes es considera que no és un element del grup 3.[5] Per eixemple, els punts de fusió dels lantànits trivalentes estan relacionats en el grau d'hibridació dels electrons 6s, 5d i 4f (disminuint en aumentar la participació de 4f),[6] i el lantano té el segon punt de fusió més baix (despuix del ceri) entre tots els lantànits: 920 °C.[7] Els lantànits es tornen més durs a mida que es travessa la série: com era d'esperar, el lantano és un metal bla. El lantano té una resistividad relativament alta de 615 nΩm a temperatura ambiente; en comparació, el valor del bon conductor d'alumini és de sol 26,50 nΩm.[8][9] El lantano és el menys volàtil dels lantànits.[10] Com la majoria dels lantànits, el lantano té una estructura cristalina hexagonal a temperatura ambiente. A 310 °C, el lantano canvia a una estructura cúbica centrada en la cara, i a 865 °C, canvia a una estructura cúbica centrada en el cos.[9]
Característiques químiques
[editar | editar còdic]Com s'esperava de les tendències periòdiques, el lantano té el major radi atòmic dels lantànits. Per lo tant, és el més reactiu entre ells, es empaña en prou rapidea en l'aire, es torna completament obscur despuix de vàries hores i pot cremar-se fàcilment per a formar òxit de lantano (III), La2O3, que és casi tan bàsic com l'òxit de calcio.[11] Una mostra d'alguns centímetros de tamany de lantano es corroe per complet en un any com el seu òxit descostra fora com l'òxit del ferro, en lloc de formar un revestiment d'òxit de protecció, com l'alumini, escandio i itri.[12] El lantano reacciona en halógenos a temperatura ambiente per a formar els trihaluros, i en calfar-se formaran composts binarios en els no metals nitrogen, carbono, sofre, fòsfor, bor, seleni, silici i arsènic.[2][3] El lantano reacciona llentament en l'aigua per a formar hidròxit de lantano (III), La(OH)3.[13] En àcit sulfúric diluït, el lantano forma fàcilment el ion tripositivo acuoso [La(H2O)9]3+: est és incoloro en solució acuosa ya que La3+ no té electrons d o f.[13] El lantano és la base més forta i dura entre els elements de terres rares, lo que s'espera novament per ser el més gran d'ells.[14]
Isòtops
[editar | editar còdic]
- Artícul principal → Anex:Isòtops de lantano.
El lantano natural està compost per dos isòtops, l'estable La139 i el radioisòtop de vida llarga 138. El La139 és de llunt el més abundant, fins al 99,910% del lantano natural: es produïx en el s-processe (captura llenta de neutrons, que ocorre en estreles de massa baixa a mija) i el processe r (captura ràpida de neutrons, que ocorre en el colapse del núcleu de les supernovas).[15] L'isòtop 138La, molt rar, és un dels pocs núcleus impars primordials en una vida mija llarga d'1,05 × 1011 anys. És un dels p-núcleus rics en protones que no es poden produir en els processos s o r. El La138, junt en l'encara més rar La138, es produïx en el procés ν, a on els neutrinos interactuen en núcleus estables.[16] Tots els demés isòtops del lantano són sintètics: en l'excepció del La137 en una vida mija d'aproximadament 60.000 anys, tots ells tenen una vida mija de menys d'un dia i la majoria té una vida mija de menys d'un minut. Els isòtops La139 i La140 es produïxen com a productes de fissió de l'urani.[15]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Greenwood and Earnshaw, p. 1102
- ↑ 2,0 2,1 Greenwood and Earnshaw, p. 1106
- ↑ 3,0 3,1 Patnaik, Pradyot. Handbook of Inorganic Chemical Compounds, McGraw-Hill, pp. 444–446. ISBN 978-0-07-049439-8.
- ↑ Cullity, B. D. and Graham, C. D. (2011) Introduction to Magnetic Materials, John Wiley & Sons, ISBN 9781118211496
- ↑ Wittig, Jörg. «The pressure variable in solid state physics: What about 4f-band superconductors?», H. J. Queisser (ed.). Festkörper Probleme: Plenary Lectures of the Divisions Semiconductor Physics, Surface Physics, Low Temperature Physics, High Polymers, Thermodynamics and Statistical Mechanics, of the German Physical Society, Münster, March 19–24, 1973 (vol. 13), Berlin, Heidelberg: Springer, pp. 375–396. doi:10.1007/BFb0108579. ISBN 978-3-528-08019-8.
- ↑ Gschneidner Jr., Karl A.. «282. Systematics», Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths (vol. 50), pp. 12–16. ISBN 978-0-444-63851-9.
- ↑ Krishnamurthy, Nagaiyar and Gupta, Chiranjib Kumar (2004) Extractive Metallurgy of Rare Earths, CRC Press, ISBN 0-415-33340-7
- ↑ Greenwood and Earnshaw, p. 1429
- ↑ 9,0 9,1 Lide, David R. (2005). CRC handbook of chemistry and physics, 86th ed., 2005-2006 edició, CRC Press. OCLC 61108810. ISBN 0-8493-0486-5.
- ↑ The Radiochemistry of the Rare Earths, Scandium, Yttrium, and Actinium
- ↑ Greenwood and Earnshaw, p. 1105–7
- ↑ «Rare-Earth Metal Long Term Air Exposure Test».
- ↑ 13,0 13,1 «Chemical reactions of Lanthanum». Webelements.
- ↑ Greenwood and Earnshaw, p. 1434
- ↑ 15,0 15,1 Plantilla:NUBASE 2003
- ↑ “The ν-process” (1990). The Astrophysical Journal 356: 272–301. doi:.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Lantano» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.