La · Elemento 57 · Lantanídeo
O primeiro lantanídeo e o elemento que ficou escondido dentro do cério por 36 anos antes que alguém percebesse.
Estrutura
Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte-Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para rodar. O azul e o violeta indicam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.
Valores medidos
Cada barra mostra onde lantânio se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.
Fontes: massas atómicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, e não medidos.
Tamanho, em escala
Raio de 187 pm — isso corresponde a 0,187 nm, portanto cerca de 2,67 milhões deles lado a lado cobririam um milímetro.
Faixa térmica
Lantânio permanece líquido em uma faixa de 2544 K, de 1193 K a 3737 K.
A história
O primeiro lantanídeo e o elemento que ficou escondido dentro do cério por 36 anos antes que alguém percebesse.
Carl Gustav Mosander, um químico sueco e aluno do grande Jöns Jakob Berzelius, estudava nitrato de cério quando percebeu algo peculiar. O cério supostamente puro apresentava propriedades que não correspondiam exatamente ao esperado.
Por meio de uma meticulosa cristalização fracionada — um processo trabalhoso de dissolver e recristalizar repetidamente os compostos — Mosander conseguiu separar o que pensava ser cério puro em duas substâncias distintas.
Mosander deu ao novo elemento o nome "lantânio", derivado da palavra grega "lanthanein", que significa "estar oculto". Isso foi incrivelmente profético — o lantânio realmente estivera escondido em amostras de cério por décadas.
A descoberta de Mosander ocorreu durante a era dourada das descobertas de elementos. No mesmo ano (1839), ele também descobriu térbio e érbio. Sua abordagem sistemática para separar elementos de terras raras lançou as bases para a compreensão de toda a série dos lantanídeos.
"Os elementos pareciam se multiplicar diante de nossos olhos, e cada separação revelava novas complexidades ocultas naquilo que pensávamos ser simples."
— Descrição contemporânea das descobertas de elementos de terras raras
A descoberta do lantânio por Mosander foi revolucionária porque provou que até mesmo elementos "bem conhecidos" podiam esconder segredos. Essa descoberta deu início a uma busca de 70 anos para separar e identificar todos os elementos de terras raras, mudando fundamentalmente nossa compreensão da estrutura atômica e da periodicidade.
Carl Mosander descobriu mais elementos do que qualquer outro cientista, exceto Glenn T. Seaborg. Sua abordagem metódica à separação de terras raras influenciou gerações de químicos e estabeleceu a Suécia como uma potência na química elementar dos primórdios.
Aplicações
O lantânio é o elemento de entrada da série dos lantanídeos e desempenha papéis cruciais na tecnologia moderna. Como um catalisador extraordinário, os compostos de lantânio são essenciais no refino de petróleo, onde ajudam a decompor o petróleo bruto pesado em gasolina e óleo diesel que movimentam o nosso mundo.
As lentes de câmeras de alta qualidade contêm vidro de lantânio — até 50% em massa. Esse vidro especial possui uma dispersão incrivelmente baixa, o que significa que desvia diferentes cores da luz quase na mesma proporção, eliminando as franjas coloridas (aberração cromática) que afetam as lentes mais baratas. Quando você vê aquelas fotografias profissionais e extremamente nítidas, o lantânio está trabalhando nos bastidores.
As baterias de níquel-hidreto metálico (NiMH) — encontradas em carros híbridos como o Toyota Prius — dependem de ligas à base de lantânio para armazenar hidrogênio. Uma bateria típica de carro híbrido contém cerca de 10-15 kg de lantânio, tornando-o um dos maiores usos industriais desse elemento de terras raras.
A "pedra" dos isqueiros é, na verdade, uma liga de mischmetal contendo 25-50% de lantânio. Quando golpeado, o lantânio cria as faíscas brilhantes que inflamam o combustível. Essa mesma tecnologia é usada em eletrodos de soldagem e em pirotecnia teatral.
De onde vem
39 mg/kg da crosta terrestre · mais abundante do que 77% dos elementos
Apesar de ser chamado de "terra rara", o lantânio é, na verdade, três vezes mais abundante que o chumbo na crosta terrestre. A designação "rara" vem da extrema dificuldade de separar e purificar esses elementos a partir de seu estado natural.
Fórmula química: (Ce,La)CO₃F
Teor de La: 25-35%
Principais depósitos: Mountain Pass (Califórnia), Bayan Obo (China)
Fórmula química: (Ce,La,Nd,Th)PO₄
Teor de La: 15-25%
Principais depósitos: Austrália, Índia, Brasil, África do Sul
O lantânio se forma por meio da cristalização fracionada em rochas ígneas alcalinas e carbonatitos. Ele se concentra em processos magmáticos de estágio tardio e em produtos de intemperismo, frequentemente associado a minerais de flúor e carbonato.
Manuseio
O lantânio e seus compostos são geralmente considerados moderadamente perigosos, sendo necessárias precauções específicas para o manuseio seguro.
Risco de inalação: A poeira de lantânio pode causar irritação respiratória e possíveis danos pulmonares. Partículas finas podem causar pneumoconiose (cicatrização dos pulmões) com exposição prolongada.
Leve a vítima imediatamente para um local com ar fresco. Se as dificuldades respiratórias persistirem, procure atendimento médico.
Lave com água limpa por 15 minutos. Remova as lentes de contato se isso puder ser feito facilmente. Procure atendimento médico.
Lave a área afetada com água e sabão. Remova as roupas contaminadas.
Enxágue a boca com água. Não provoque o vômito. Procure atendimento médico imediatamente.
Os compostos de lantânio não devem ser liberados em cursos de água, pois podem se bioacumular em organismos aquáticos. Descarte os resíduos por meio de instalações licenciadas para resíduos perigosos.
Respostas rápidas
Lantânio (símbolo La) é o elemento 57 da tabela periódica, um Lantanídeo do período 6. O primeiro lantanídeo e o elemento que ficou escondido dentro do cério por 36 anos antes que alguém percebesse. À temperatura ambiente, é um sólido.
[Xe] 5d¹ 6s², resultando em 6 camadas ocupadas com a distribuição 2, 8, 18, 18, 9, 2.Lantânio derrete a 1193 K (919.9 °C) e entra em ebulição a 3737 K (3463.9 °C).
A massa atómica padrão de Lantânio é 138.905 u. Trata-se de uma média ponderada dos seus isótopos que ocorrem naturalmente, por isso raramente é um número inteiro.
Lantânio tem densidade de 6.162 g/cm³. A água tem 1.0 g/cm³, portanto um bloco de Lantânio é aproximadamente 6.2× mais pesado.
Lantânio tem eletronegatividade de Pauling igual a 1.1. A escala vai de 0,70 (frâncio, o menos ávido por eletrões) a 3,98 (flúor, o mais ávido). Um valor tão baixo significa que ele cede prontamente seus eletrões externos, formando iões positivos.
Lantânio foi descoberto em 1839 por Carl Gustav Mosander. Recebe esse nome em homenagem a grego lanthanein, "jazer oculto".
Lantânio constitui sobre 39 mg/kg da crosta terrestre — é incomum, mas não raro.