لانثانم

(تم التحويل من Lanthanum)
باريوملانثانمسريوم
Y

La

Ac
المظهر
أبيض فضي
الخصائص العامة
الاسم، الرمز، الرقم لانثانم, La, 57
تصنيف العنصر لانثانيدات
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي n/a6, f
الوزن الذري القياسي 138.90547
التوزيع الإلكتروني [Xe] 5d1 6s2
2, 8, 18, 18, 9, 2
الخصائص الطبيعية
الطور صلب
الكثافة (بالقرب من د.ح.غ.) 6.162 g·cm−3
الكثافة السائلة عند ن.إ. 5.94 گ·سم−3
نقطة الانصهار 1193 ك, 920 °C, 1688 °F
نقطة الغليان 3737 ك, 3464 °س, 6267 °ف
حرارة الانصهار 6.20 ك‌ج·مول−1
حرارة التبخر 402.1 ك‌ج·مول−1
السعة الحرارية المولية 27.11 ج·مول−1·ك−1
ضغط البخار (extrapolated)
پ (پا) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 2005 2208 2458 2772 3178 3726
الخصائص الذرية
حالات الأكسدة 3, 2 (أكسيد شديد القاعدية)
سالبية كهربية 1.10 (مقياس پولنگ)
طاقات التأين الأولى: 538.1 ك‌ج·مول−1
الثانية: 1067 ك‌ج·مول−1
الثالثة: 1850.3 ك‌ج·مول−1
نصف القطر الذري 187 پ‌م
نصف قطر تساهمي 207±8 pm
متفرقات
البنية البلورية مسدس
الترتيب المغناطيسي paramagnetic[1]
المقاومية الكهربائية (r.t.) (α, poly) 615 nΩ·m
ناقلية حرارية 13.4 W·m−1·K−1
التمدد الحراري (r.t.) (α, poly) 12.1 µm/(m·K)
سرعة الصوت (قضيب رفيع) (20 °س) 2475 م·ث−1
معامل ينگ (α form) 36.6 گ‌پا
معامل القص (α form) 14.3 گ‌پا
معامل الحجم (α form) 27.9 گ‌پا
نسبة پواسون (α form) 0.280
صلادة موس 2.5
صلادة ڤيكرز 491 MPa
صلادة برينل 363 م‌پا
رقم تسجيل كاس 7439-91-0
أكثر النظائر استقراراً
المقالة الرئيسية: نظائر لانثانم
نظ ت.ط. عمر النصف DM DE (م‌إڤ) DP
137La إصط 60,000 yrs ε 0.600 137Ba
138La 0.09% 1.05×1011yrs ε 1.737 138Ba
β 1.044 138Ce
139La 99.91% La يكون ثابت وله 82 نيوترون
· ر

اللانثانوم بالإنجليزية: Lanthanum ، هو عنصر كيميائي له الرمز La و العدد الذري 57 في الجدول الدوري.

اللنثانيوم عنصر فلزي ناعم، أبيض فضّي، يفسد بسرعة عند تعرضه للهواء. ويوجد اللنثانوم في خامات الأرض المعدنية النادرة مثل المونازيت والباستنازيت، ويمكن إنتاجه أيضاً في المفاعلات النّوويّة بوساطة انشطار اليورانيوم أو الثوريوم أو البلوتونيوم. وكان الكيميائي السويدي كارل گوستاف موساندر أول من تعرف على اللنثانم في عام 1839م. وكلمة لنثانم Lanthanum مشتقة من الكلمة اليونانية λανθανω [لانثانو] = يرقد مختبئاً.

يشكلُ اللنثانوم قسماً من خليط معدني يدعى معدن ميش يستعمل في صنع أحجار القداحة لإشعال لفائف التبغ. ويضاف أكسيد اللنثانم إلى الزجاج المستعمل في صناعة عدسات الكاميرا، وذلك من أجل زيادة قابليتها لكسر أشعة الضوء. العدد الذري للنثانم هو 57، ووزنه الذري هو 138,906، وينصهر في درجة 921°م، ويغلي في درجة 3,457°م.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الخصائص المميزة

الكيميائية

اللانثانم له حالتا أكسدة، +3 و +2، الأولى هي الأكثر استقراراً. فعلى سبيل المثال، LaH3 هو أكثر استقراراً من LaH2.[2] ويحترق اللانثانم بسهولة عند 150 °س ليشكل أكسيد اللانثانم الثلاثي lanthanum(III) oxide:

4 La + 3 O2 → 2 La2O3

إلا أنه عند تعرضه لهواء رطب عند درجة حرارة الغرفة، فإنه يشكل أكسيد مائي بارتفاع كبير في الحجم.[2]

اللانثانم موجب كهربائياً تماماً ويتفاعل ببطء مع الماء البارد وبسرعة كبيرة مع مع الماء الساخن ليشكل هيدروكسيد اللانثانم:

2 La (s) + 6 H2O (l) → 2 La(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)

ويتفاعل فلز اللانثانم مع كل الهالوجينات. ويكون التفاعل قوياً إذا حدث فوق 200 °س:

2 La (s) + 3 F2 (g) → 2 LaF3 (s)
2 La (s) + 3 Cl2 (g) → 2 LaCl3 (s)
2 La (s) + 3 Br2 (g) → 2 LaBr3 (s)
2 La (s) + 3 I2 (g) → 2 LaI3 (s)

ويذوب اللانثانم بسهولة في حمض الكبريتيك المخفف ليشكل محاليل محتوية على أيونات La(III) التي تتواجد كمركبات [La(OH2)9]3+ :[3]

2 La(s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 La3+(aq) + 3 SO2−4 (aq) + 3 H2 (g)

ويجتمع اللانثانم مع النيتروجين والكربون والكبريت والفسفور والبورون والسلنيوم والسيليكون والزرنيخ عند درجات حرارة مرتفعة، مشكلاً مركبات ثنائية.[2]

تواجده

مونازيت


انتاجه

Monazit opening acid.gif

فلز اللانثانم يـُحصل عليه من أكسيده بتسخينه مع كلوريد الأمونيوم أو فلوريد الأمونيوم وحمض الهيدروفلوريك عند درجة حرارة 300-400 °س لانتاج الكلوريد أو الفلوريد:

La2O3 + 6 NH4Cl → 2 LaCl3 + 6 NH3 + 3 H2O

هذا يتبعه اختزال مع قلويات أو فلزات أرضية قلوية في الفراغ أو في غلاف جوي من الأرگون:

LaCl3 + 3 Li → La + 3 LiCl

Also pure lanthanum can be produced by electrolysis of molten mixture of anhydrous LaCl3 and NaCl or KCl at elevated temperatures.[2]

الإستخدامات

فتيل مصباح كولمان بغاز أبيض يحترق بوهج كامل.

أول استخدام تاريخي لللانثانم كان في فتيل mantle المصباح الغازي. كارل أور فون ڤلسباخ استخدم خليط من 60% أكسيد المغنسيوم، 20% أكسيد اللانثانم و 20% أكسيد الإتريوم الذي سماه أكتينوفور Actinophor، وسجل براءة اختراعه في 1885. الفتائل الأصلية كانت تشتعل بضوء مشوب بالخضرة ولم تكن ناجحة تماماً، وشركته الأولى، التي بنت مصنعاً في أتسگرس‌دورف في 1887، أفلست في 1889.[4]

الاستخدامات العصرية للانثانم تتضمن:

المهبط الساخن LaB6
مقارنة بين انبعاث تحت الحمراء لزجاجي ZBLAN والسيليكا
  • أحد المواد المستخدمة كمادة مصعدية في بطاريات هجين نيكل-فلز هي La(Ni3.6Mn0.4Al0.3Co0.7. ونتيجة للثمن الباهظ لاستخراج اللانتانويدات الأخرى فيجري استعمال بدلي هو معدن ميش المحتوي على أكثر من 50% لانثانم بدلاً من لانثانم نقي. والمركب هو مكون بين فلزي من النمط AB5.[5][6]

ولما كانت معظم السيارات الهجين تستعمل بطاريات هجين نيكل-فلز، فإن كميات هائلة من اللانثانم مطلوبة لانتاج السيارات الهجين. فبطارية نمطية للسيارة الهجين تويوتا پريوس تتطلب 10 إلى 15 كج (22-33 رطل) من اللانثانم. وبازدياد اندفاع المهندسين التكنولوجيا لرفع المسافة التي تقطعها الوقود، فإن ضعف هذه الكمية من اللانثانم يمكن أن تتطلبها السيارة. [7][8]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

دوره الحيوي

اللانثانم ليس لده دور حيوي معروف. فالعنصر لا يـُمتص فموياً، وعند حقنه فإن التخلص منه يكون بطيء جداً. كربونات اللانثانم حصلت على موافقة بالاستخدام كـ medication Fosrenol لامتصاص الفوسفات الزائد في حالات المرحلة النهائية من الفشل الكلوي.[20]

While lanthanum has pharmacological effects on several receptors and ion channels, its specificity for the GABA receptor is unique among divalent cations. Lanthanum acts at the same modulatory site on the GABA receptor as zinc- a known negative allosteric modulator. The Lanthanum cation La3+ is a positive allosteric modulator at native and recombinant GABA receptors, increasing open channel time and decreasing desensitization in a subunit configuration dependent manner.[22]

الاحتياطات

يحتوي اللانثانم على مستوى منخفض إلى متوسط من السمية، ويجب التعامل معه بحرص. وفي الحيوانات، يؤدي الحقن بمحاليل اللانثانم إلى glycaemia، انخفاض ضغط الدم، وتدهور الطحال وتحورات كبدية.


اللنثانوم من المعادن النادرة أيضاً، يتواجد في المنازل في الأجهزة التى يعتمد عليها الإنسان مثل التلفزيونات الملونة، مصابيح الفلوروسنت، المصابيح والزجاج الذى يوفر الطاقة. يوجد معدن اللنثانوم في الطبيعة بندرة، ويتزايد مع الأيام الاعتماد على هذا العنصر الفلزى لأنه يستخدم كعامل مساعد في الصناعة ولتلميع الزجاج.

معدن اللنثانوم خطيراً في بيئة العمل لاستنشاق الغازات والأبخرة المشبعة به في الهواء وهذا يسبب الصمامة الرئوية Lung embolism، صمامة الشريان الرئوى هو انسداد مفاجىء للتدفق الدموى في شريان الرئة، وهذا الانسداد قد تسببه التجلطات الدموية، ورم، السائل الأمينوسى، أو دهون في الشريان وخاصة على المدى الطويل بالتعرض له. يسبب معدن اللنثانوم السرطان للإنسان، وخاصة سرطان الرئة عند استنشاقه. يضر بكبد الإنسان عندما يتراكم في الجسم.[23]:

لم تصل نتائج من دراسات أُجريت عن تعرض الإنسان للإصابة بالتسمم عند تناول الأطعمة المشبعة به.

الهامش

  1. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics (PDF). CRC press. 2000. ISBN 0849304814.
  2. ^ أ ب ت ث ج خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة patnaik
  3. ^ "Chemical reactions of Lanthanum". Webelements. Retrieved 2009-06-06.
  4. ^ "Lighting". 11th edition of Encyclopedia Britannica (1911). Retrieved 2009-06-06.
  5. ^ "Inside the Nickel Metal Hydride Battery" (PDF). Retrieved 2009-06-06.
  6. ^ Tliha, M (2007). "AB5-type hydrogen storage alloy used as anodic materials in Ni-MH batteries". Journal of Alloys and Compounds. 436: 221. doi:10.1016/j.jallcom.2006.07.012.
  7. ^ "As hybrid cars gobble rare metals, shortage looms". Reuters 2009-08-31.
  8. ^ Bauerlein, P (2008). "Progress in high-power nickel–metal hydride batteries". Journal of Power Sources. 176: 547. doi:10.1016/j.jpowsour.2007.08.052.
  9. ^ أ ب ت ث ج C. R. Hammond (2000). The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81th edition. CRC press. ISBN 0849304814.
  10. ^ Uchida, H (1999). "Hydrogen solubility in rare earth based hydrogen storage alloys". International Journal of Hydrogen Energy. 24: 871. doi:10.1016/S0360-3199(98)00161-X.
  11. ^ Jason D. Sommerville and Lyon B. King. "Effect of Cathode Position on Hall-Effect Thruster Performance and Cathode Coupling Voltage" ([dead link]). 43rd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 8 - 11 July 2007, Cincinnati, OH. Retrieved 2009-06-06.
  12. ^ Harrington, James A. "Infrared Fiber Optics" (PDF). Rutgers University.
  13. ^ "BrilLanCeTM Scintillators Performance Summary: Scintillation Products Technical Note" (PDF). Retrieved 2009-06-06.
  14. ^ Kim, K (2003). "The effect of lanthanum on the fabrication of ZrB2–ZrC composites by spark plasma sintering". Materials Characterization. 50: 31. doi:10.1016/S1044-5803(03)00055-X.
  15. ^ "Phosphate in swimming pools - the real cause of algae". Retrieved 2009-06-06.
  16. ^ Howard B. Cary (1995). Arc welding automation. CRC Press. p. 139. ISBN 0824796454.
  17. ^ Larry Jeffus. (2003). "Types of Tungsten". Welding : principles and applications. Clifton Park, N.Y.: Thomson/Delmar Learning. p. 350. ISBN 9781401810467.
  18. ^ C. K. Gupta, Nagaiyar Krishnamurthy (2004). Extractive metallurgy of rare earths. CRC Press. p. 441. ISBN 0415333407.
  19. ^ S. Nakai, A. Masuda, B. Lehmann (1988). "La-Ba dating of bastnaesite" (PDF). American Mineralogist. 7: 1111.CS1 maint: Multiple names: authors list (link)
  20. ^ أ ب "FDA approves Fosrenol(R) in end-stage renal disease (ESRD) patients". 28 October 2004. Retrieved 2009-06-06.
  21. ^ Chau YP, Lu KS (1995). "Investigation of the blood-ganglion barrier properties in rat sympathetic ganglia by using lanthanum ion and horseradish peroxidase as tracers". Acta Anatomica (Basel). 153 (2): 135–144. ISSN 0001-5180. PMID 8560966.
  22. ^ Boldyreva, A. A. (2005). "Lanthanum Potentiates GABA-Activated Currents in Rat Pyramidal Neurons of CA1 Hippocampal Field". Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 140: 403. doi:10.1007/s10517-005-0503-z.
  23. ^ المعادن الثقيلة.. سموم بيئية، فيدو

انظر أيضا

المصادر

  • Los Alamos National Laboratory - Lanthanum
  • "The Industrial Chemistry of the Lanthanons, Yttrium, Thorium and Uranium", by R.J. Callow, Pergamon Press 1967
  • "Chemistry of the Lanthanons", by R.C. Vickery, Butterworths 1953
  • "Nouveau Traite de Chimie Minerale, Vol. VII. Scandium, Yttrium, Elements des Terres Rares, Actinium", P. Pascal, Editor, Masson & Cie 1959
  • "Extractive Metallurgy of Rare Earths", by C.K. Gupta and N. Krishnamurthy, CRC Press 2005

الكتب

  • The Industrial Chemistry of the Lanthanons, Yttrium, Thorium and Uranium, by R.J. Callow, Pergamon Press 1967
  • Extractive Metallurgy of Rare Earths, by C.K. Gupta and N. Krishnamurthy, CRC Press 2005
  • Nouveau Traite de Chimie Minerale, Vol. VII. Scandium, Yttrium, Elements des Terres Rares, Actinium, P. Pascal, Editor, Masson & Cie 1959
  • Chemistry of the Lanthanons, by R.C. Vickery, Butterworths 1953


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

وصلات خارجية