What is لانثانوم?
لانثانوم (symbol La) is element 57 on the periodic table, a لانثانيد in period 6. The first lanthanide and the element that hid inside cerium for 36 years before anyone noticed. At room temperature it is a solid.
البنية
ليست رسماً تخطيطياً لنقاط على حلقات — بل عينة مونت كارلو لكثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل مستوى فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير اللونان الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين للدالة الموجية، وهو ما يجعل الترابط ممكناً.
القيم المقيسة
يوضح كل شريط موضع لانثانوم بين العناصر الـ118 جميعها بالنسبة إلى تلك الخاصية.
المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.
الحجم، وفق مقياس
Radius 187 pm — that is 0.187 nm, so about 2674 million of them side by side would span a millimetre.
النطاق الحراري
لانثانوم is liquid over a 2544 K window, from 1193 K to 3737 K.
القصة
The first lanthanide and the element that hid inside cerium for 36 years before anyone noticed.
كان Carl Gustav Mosander، الكيميائي السويدي وتلميذ العالم الكبير Jöns Jakob Berzelius، يدرس نترات السيريوم عندما لاحظ أمراً غريباً. فقد أظهر السيريوم الذي كان يُفترض أنه نقي خصائص لم تتطابق تماماً مع المتوقع.
من خلال التبلور التجزيئي الدقيق - وهي عملية شاقة تتضمن إذابة المركبات وإعادة بلورتها مراراً - تمكن Mosander من فصل ما ظنه سيريوم نقياً إلى مادتين متميزتين.
سمّى Mosander العنصر الجديد "lanthanum" نسبةً إلى الكلمة اليونانية "lanthanein" التي تعني "أن يظل خفياً". وكان ذلك تنبؤاً مذهلاً - فقد كان اللانثانوم مختبئاً بالفعل في عينات السيريوم لعقود.
جاء اكتشاف Mosander خلال العصر الذهبي لاكتشاف العناصر. ففي العام نفسه (1839)، اكتشف أيضاً التيربيوم والإربيوم. وقد وضع نهجه المنهجي في فصل العناصر الأرضية النادرة الأساس لفهم سلسلة اللانثانيد بأكملها.
"بدت العناصر وكأنها تتكاثر أمام أعيننا، إذ كشف كل فصل عن تعقيدات جديدة مخفية داخل ما كنا نظنه بسيطاً."
— وصف معاصر لاكتشافات العناصر الأرضية النادرة
كان اكتشاف Mosander للانثانوم ثورياً، لأنه أثبت أن حتى العناصر «المعروفة جيداً» يمكن أن تخفي أسراراً. وأطلق هذا الاكتشاف مسعىً استمر 70 عاماً لفصل جميع العناصر الأرضية النادرة والتعرف إليها، فغيّر فهمنا للبنية الذرية والدورية تغييراً جوهرياً.
اكتشف Carl Mosander عناصر أكثر من أي عالم آخر باستثناء Glenn T. Seaborg. وقد أثر نهجه المنهجي في فصل العناصر الأرضية النادرة في أجيال من الكيميائيين، ورسّخ مكانة Sweden قوةً رائدة في كيمياء العناصر المبكرة.
الاستخدامات
لانثانوم هو العنصر البوابة إلى سلسلة اللانثانيد، ويؤدي أدواراً حاسمة في التكنولوجيا الحديثة. وبصفته محفزاً استثنائياً، تُعد مركبات اللانثانوم أساسية في تكرير النفط، إذ تساعد على تكسير النفط الخام الثقيل إلى بنزين ووقود ديزل يزود عالمنا بالطاقة.
تحتوي عدسات الكاميرات الراقية على زجاج اللانثانوم - بنسبة تصل إلى 50% من الوزن. يتميز هذا الزجاج الخاص بتشتت منخفض للغاية، ما يعني أنه يكسر ألوان الضوء المختلفة بالمقدار نفسه تقريباً، فيزيل الحواشي القزحية (الزيغ اللوني) التي تعاني منها العدسات الأرخص. عندما ترى تلك الصور الاحترافية فائقة الوضوح، يكون اللانثانوم عاملاً خلف الكواليس.
تعتمد بطاريات هيدريد النيكل-المعدن (NiMH) - الموجودة في السيارات الهجينة مثل Toyota Prius - على سبائك قائمة على اللانثانوم لتخزين الهيدروجين. تحتوي بطارية السيارة الهجينة النموذجية على نحو 10-15 kg من اللانثانوم، ما يجعلها واحدة من أكبر الاستخدامات الصناعية لهذا العنصر الأرضي النادر.
إن «حجر القدح» في ولاعات السجائر هو في الواقع سبيكة ميشميتال تحتوي على 25-50% من اللانثانوم. عند قدحه، يُنتج اللانثانوم الشرر الساطع الذي يشعل الوقود. وتُستخدم التقنية نفسها في أقطاب اللحام والألعاب النارية المسرحية.
مصدره
39 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 77% of elements
على الرغم من تسميته «الأرض النادرة»، فإن اللانثانوم أكثر وفرة فعلياً من الرصاص بثلاث مرات في قشرة الأرض. وتأتي تسمية «النادرة» من الصعوبة الشديدة في فصل هذه العناصر وتنقيتها من حالتها الطبيعية.
الصيغة الكيميائية: (Ce,La)CO₃F
محتوى La: 25-35%
الرواسب الرئيسية: Mountain Pass (California)، Bayan Obo (China)
الصيغة الكيميائية: (Ce,La,Nd,Th)PO₄
محتوى La: 15-25%
الرواسب الرئيسية: Australia، India، Brazil، South Africa
يتكون اللانثانوم من خلال التبلور التجزيئي في الصخور النارية القلوية والكربوناتيتات. ويتركز في العمليات الصهارية ذات المراحل المتأخرة ونواتج التجوية، وغالباً ما يرتبط بمعادن الفلورين والكربونات.
التعامل
يُعد اللانثانوم ومركباته عموماً متوسطة الخطورة، مع ضرورة اتخاذ احتياطات محددة للتعامل الآمن معها.
خطر الاستنشاق: يمكن أن يسبب غبار اللانثانوم تهيجاً تنفسياً وأضراراً محتملة في الرئتين. وقد تسبب الجسيمات الدقيقة تغبر الرئة (تندب الرئتين) عند التعرض المطول.
انقل المصاب إلى الهواء النقي فوراً. إذا استمرت صعوبات التنفس، فاطلب الرعاية الطبية.
اغسل العينين بالماء النظيف لمدة 15 دقيقة. انزع العدسات اللاصقة إذا كان نزعها سهلاً. اطلب الرعاية الطبية.
اغسل المنطقة المصابة بالماء والصابون. انزع الملابس الملوثة.
اشطف الفم بالماء. لا تحفز القيء. اطلب الرعاية الطبية فوراً.
ينبغي عدم إطلاق مركبات اللانثانوم في المجاري المائية، إذ يمكن أن تتراكم حيوياً في الكائنات المائية. تخلّص من النفايات عبر مرافق مرخصة للنفايات الخطرة.
إجابات سريعة
لانثانوم (symbol La) is element 57 on the periodic table, a لانثانيد in period 6. The first lanthanide and the element that hid inside cerium for 36 years before anyone noticed. At room temperature it is a solid.
[Xe] 5d¹ 6s², giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 18, 9, 2 electrons respectively.لانثانوم melts at 1193 K (919.9 °C) and boils at 3737 K (3463.9 °C).
The standard atomic weight of لانثانوم is 138.905 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
لانثانوم has a density of 6.162 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of لانثانوم is about 6.2× heavier.
لانثانوم has a Pauling electronegativity of 1.1. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this low means it readily gives its outer electrons away, forming positive ions.
لانثانوم was discovered in 1839 by Carl Gustav Mosander. It is named after greek lanthanein, "to lie hidden".
لانثانوم makes up about 39 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.