What is 镧?
镧 (symbol La) is element 57 on the periodic table, a 镧系元素 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.
结构
这不是环上点阵的示意图,而是对每个已占据子层实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样的结果。拖动即可旋转。蓝色和紫色表示波函数的相反符号,这正是成键成为可能的原因。
测量值
每个条形图都显示镧在全部118种元素中该性质的排名位置。
来源:IUPAC 2021 标准原子量 ·《CRC 化学与物理手册》· NIST。标有 ~ 的数值是预测值,而非测量值。
按比例显示的大小
Radius 187 pm — that is 0.187 nm, so about 2674 million of them side by side would span a millimetre.
热范围
镧 is liquid over a 2544 K window, from 1193 K to 3737 K.
故事
The first lanthanide and the element that hid inside cerium for 36 years before anyone noticed.
Carl Gustav Mosander是一位瑞典化学家,也是伟大的Jöns Jakob Berzelius的学生。当时他正在研究硝酸铈,注意到了一些奇怪现象。所谓纯铈表现出的性质与预期并不完全相符。
通过细致的分离结晶——反复溶解和重结晶化合物的繁琐过程——Mosander成功地将他以为是纯铈的物质分离成两种截然不同的物质。
Mosander以希腊语“lanthanein”命名这种新元素为“lanthanum”,意为“隐藏起来”。这极具预见性——镧确实已经隐藏在铈样品中数十年!
Mosander的发现发生在元素发现的黄金时代。同年(1839年),他还发现了铽和铒。他分离稀土元素的系统方法为理解整个镧系元素奠定了基础。
“这些元素仿佛在我们眼前不断增多,每一次分离都揭示出我们以为简单的物质内部隐藏的新复杂性。”
— 对稀土元素发现的同时代描述
Mosander发现镧具有革命性意义,因为这证明了即使是“众所周知”的元素也可能隐藏着不为人知的秘密。这一发现开启了长达70年的探索,促使科学家分离并鉴定所有稀土元素,从根本上改变了人们对原子结构和周期性的理解。
Carl Mosander发现的元素数量超过除Glenn T. Seaborg之外的任何科学家。他分离稀土元素的严谨方法影响了几代化学家,并确立了Sweden在早期元素化学领域的领先地位。
应用
镧是镧系元素的起始元素,在现代技术中发挥着重要作用。作为非凡的催化剂,镧化合物是石油精炼不可或缺的材料,可帮助将重质原油裂解为驱动现代社会的汽油和柴油。
高端相机镜头含有镧玻璃,按质量计含量最高可达50%!这种特殊玻璃的色散极低,这意味着它使不同颜色的光线发生几乎相同程度的偏折,从而消除了困扰廉价镜头的彩虹色边缘(色差)。当你看到那些晶莹清晰的专业照片时,镧正在幕后发挥作用。
混合动力汽车(如Toyota Prius)中使用的镍氢(NiMH)电池依靠含镧合金储存氢。典型的混合动力汽车电池含有约10-15 kg的镧,使其成为这种稀土元素最大的工业用途之一。
香烟打火机中的“打火石”实际上是含有25-50%镧的铈镧合金。受到撞击时,镧会产生点燃燃料的明亮火花。同样的技术还用于焊接电极和舞台烟火。
来源
39 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 77% of elements
尽管被称为“稀土”,镧在地壳中的丰度实际上是铅的三倍!“稀”这一名称源于从自然状态中分离和提纯这些元素极其困难。
化学式:(Ce,La)CO₃F
La含量:25-35%
主要矿床:Mountain Pass(California)、Bayan Obo(China)
化学式:(Ce,La,Nd,Th)PO₄
La含量:15-25%
主要矿床:Australia、India、Brazil、South Africa
镧通过碱性火成岩和碳酸岩中的分离结晶形成。它集中于岩浆作用晚期阶段的产物和风化产物中,通常与氟和碳酸盐矿物伴生。
处理
镧及其化合物通常被认为具有中等危害,安全处理时需要采取具体的预防措施。
吸入风险:镧粉尘可引起呼吸道刺激,并可能造成肺损伤。长期接触细颗粒可能导致尘肺(肺部瘢痕)。
立即将受害者转移到空气新鲜处。如果呼吸困难持续存在,应就医。
用清水冲洗15分钟。如果隐形眼镜容易取下,应将其取出。应就医。
用肥皂和水清洗受影响部位。脱去受污染的衣物。
用水漱口。不要催吐。立即就医。
镧化合物不应排入水道,因为它们可能在水生生物体内生物累积。应通过有资质的危险废物处理机构处置废物。
快速回答
镧 (symbol La) is element 57 on the periodic table, a 镧系元素 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.镧 melts at 1193 K (919.9 °C) and boils at 3737 K (3463.9 °C).
The standard atomic weight of 镧 is 138.905 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
镧 has a density of 6.162 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of 镧 is about 6.2× heavier.
镧 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.
镧 was discovered in 1839 by Carl Gustav Mosander. It is named after greek lanthanein, "to lie hidden".
镧 makes up about 39 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.