ЛАНТА́Н

ЛАНТА́Н (лат. Lan­tha­num; от греч. λανϑάνω  – скры­вать­ся), La, хи­мич. эле­мент III груп­пы ко­рот­кой фор­мы (3-й груп­пы длин­ной фор­мы) пе­рио­дич. сис­те­мы; от­но­сит­ся к ред­ко­зе­мель­ным эле­мен­там; ат. н. 57, ат. м. 138,90547. При­род­ный Л. со­сто­ит из двух изо­то­пов: ста­биль­но­го ¹³⁹La (99,91%) и ра­дио­ак­тив­но­го ¹³⁸La (0,09%, Т_1/2 2·10¹¹ лет, K-за­хват). Ис­кус­ст­вен­но по­лу­че­ны ра­дио­изо­то­пы с мас­со­вы­ми чис­ла­ми 118–153. Со­дер­жа­ние Л. в зем­ной ко­ре со­став­ля­ет 2,9·10^–3% по мас­се, в мор­ской во­де – 2,9·10^–6 мг/дм³. Осн. ми­не­ра­лы, из ко­то­рых из­вле­ка­ют Л., – ба­ст­не­зит, мо­на­цит; Л. со­дер­жит­ся так­же в ло­па­ри­те, апа­ти­те и др. Л. от­крыл в 1839 швед. хи­мик К. Мо­сан­дер в ви­де ок­си­да La₂O₃.

Кон­фи­гу­ра­ция внеш­ней элек­трон­ной обо­лоч­ки ато­ма Л. 5d¹6s²; в хи­мич. со­еди­не­ни­ях про­яв­ля­ет сте­пень окис­ле­ния +3; энер­гия ио­ни­за­ции при по­сле­до­ват. пе­ре­хо­де La⁰→La⁺→La²⁺→La³⁺ со­от­вет­ст­вен­но 5,58, 11,06 и 19,18 эВ; элек­тро­от­ри­ца­тель­ность по По­лин­гу 1,10; атом­ный ра­ди­ус 195 пм, ион­ные ра­диу­сы La³⁺ (для ука­зан­ных в скоб­ках ко­ор­ди­нац. чи­сел) 117 пм (6), 124 пм (7), 130 пм (8), 136 пм (9), 141 нм (10), 150 пм (12).

Л. – се­реб­ри­сто-бе­лый мяг­кий ме­талл. При темп-ре ни­же 277 °C ус­той­чи­ва α-мо­ди­фи­ка­ция с гек­са­го­наль­ной кри­стал­лич. ре­шёт­кой, в ин­тер­ва­ле 277–861 °C – β-мо­ди­фи­ка­ция с ку­бич. кри­стал­лич. ре­шёт­кой, в ин­тер­ва­ле 861–920 °C – γ -мо­ди­фи­ка­ция с ку­бич. кри­стал­лич. ре­шёт­кой; t_пл 920 °C, t_кип 3470 °C, плот­ность 6146 кг/м³. Л. лег­ко под­да­ётся ме­ха­нич. об­ра­бот­ке; в ча­ст­но­сти, из чис­то­го Л. мож­но ков­кой из­го­то­вить лис­ты.

Л. про­яв­ля­ет хи­мич. свой­ст­ва, сход­ные со свой­ст­ва­ми лан­та­нои­дов. В су­хом воз­ду­хе по­кры­ва­ет­ся ок­сид­ной плён­кой, во влаж­ном – окис­ля­ет­ся с об­ра­зо­ва­ни­ем оснóвного кар­бо­на­та пе­ре­мен­но­го со­ста­ва La(CO₃)_3–х(OH)_2–х. При ком­нат­ной темп-ре рас­тво­ря­ет боль­шие ко­ли­че­ст­ва во­до­ро­да, при на­гре­ва­нии вы­ше 250 °C об­ра­зу­ет гид­ри­ды. Взаи­мо­дей­ст­ву­ет с во­дой с об­ра­зо­ва­ни­ем гид­ро­кси­да La(OH)₃ и с ми­нер. ки­сло­та­ми с об­ра­зо­ва­ни­ем со­от­вет­ст­вую­щих со­лей La(III). Л. реа­ги­ру­ет (обыч­но при на­гре­ва­нии) с боль­шин­ст­вом ме­тал­лов и не­ме­тал­лов, об­ра­зуя ин­тер­ме­тал­ли­ды, га­ло­ге­ни­ды, ок­си­ды (напр., ок­сид La₂O₃), суль­фи­ды и др. При про­ка­ли­ва­нии в ат­мо­сфе­ре азо­та об­ра­зу­ет­ся нит­рид LaN.

Л. вме­сте с дру­ги­ми РЗЭ вы­де­ля­ют из ми­не­ра­лов в ви­де сме­си ок­си­дов, со­дер­жа­щей 15–30% Л. по мас­се. При пе­ре­ра­бот­ке руд­ных кон­цен­тра­тов и раз­де­ле­нии РЗЭ на под­груп­пы Л. вы­де­ляет­ся вме­сте с Се, Рr и Nd. По­сле от­де­ле­ния це­рия Л. очи­ща­ют от дру­гих РЗЭ в осн. ме­то­да­ми экс­трак­ции или ион­но­го об­мена. Ме­тал­лич. Л. по­лу­ча­ют вос­ста­нов­ле­ни­ем триф­то­ри­да LaF₃ ме­тал­лич. каль­ци­ем. Объ­ём ми­ро­во­го про­из-ва ок. 12,5 тыс. т/год.

Л. – ле­ги­рую­щая до­бав­ка к алю­ми­ние­вым, маг­ние­вым, ни­ке­ле­вым и ко­баль­то­вым спла­вам, ком­по­нент миш­ме­тал­ла. Ок­сид La₂O₃ при­ме­ня­ет­ся при из­го­тов­ле­нии вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ных сверх­про­вод­ни­ков, а так­же оп­тич. стё­кол для ки­но- и фо­то­ап­па­ра­ту­ры, ас­тро­но­мич. при­бо­ров (лан­та­но­вое стек­ло). Хро­мат LaCrO₃, мо­ди­фи­ци­ро­ван­ный Ca, Sr, Mg, ис­поль­зу­ет­ся для про­из-ва вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ных элек­тро­про­во­дя­щих ке­ра­мич. из­де­лий; ин­тер­ме­тал­лид LaNi₅ – как ак­ку­му­ля­тор во­до­ро­да; ок­си­суль­фид La₂O₂S и алю­ми­нат LaAlO₃ – как ком­по­нен­ты лю­ми­но­фо­ров; мо­но­тел­лу­рид LaTe – в тер­мо­элек­тро­ге­не­ра­то­рах с вы­со­ким кпд; гек­са­бо­рид LaB₆ – при из­го­тов­ле­нии ав­то­эмис­си­он­ных ка­то­дов; три­ф­то­рид LaF₃ – как ма­те­ри­ал мем­бран для фто­рид-се­лек­тив­ных элек­тро­дов; не­ко­то­рые со­еди­не­ния Л. – как ком­по­нен­ты ка­та­ли­за­то­ров в неф­те­хи­мии.