ლანთანი

ლანთანი, ₅₇La
ზოგადი თვისებები
მარტივი ნივთიერების ვიზუალური აღწერა	მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის ლითონი
სტანდ. ატომური ; წონა Ar°(La)	138.90547±0.00007; 138.90±0.01 (დამრგვალებული)
ლანთანი პერიოდულ სისტემაში
	ბარიუმი ← ლანთანი → ცერიუმი
ატომური ნომერი (Z)	57
პერიოდი	6 პერიოდი
ბლოკი	f-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია	[Xe] 5d1 6s2
ელექტრონი გარსზე	2, 8, 18, 18, 9, 2
	ელემენტის ატომის სქემა;
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში	მყარი სხეული
დნობის; ტემპერატურა	920 °C (1193 K, 1688 °F)
დუღილის; ტემპერატურა	3464 °C (3737 K, 6267 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.)	6.162 გ/სმ3
სიმკვრივე (ლ.წ.)	5.94 გ/სმ3
დნობის კუთ. სითბო	6.20 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო	400 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა	27.11 ჯ/(მოლი·K)
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი	0, +1, +2, +3
ელექტროდული პოტენციალი	-2.38 ვ;
ელექტროუარყოფითობა	პოლინგის სკალა: 1.10
იონიზაციის ენერგია	1: 538.1 კჯ/მოლ ; 2: 1067 კჯ/მოლ ; 3: 1850.3 კჯ/მოლ ; ;
ატომის რადიუსი	ემპირიული: 187 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov)	207±8 პმ
მოლური მოცულობა	22.5 სმ3/მოლი
	; ლანთანის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
ბუნებაში გვხვდება	პირველადი ნუკლიდების სახით
მესრის სტრუქტურა	ჰექსაგონალური
მესრის პერიოდი	3.772 Å
ბგერის სიჩქარე	2475 მ/წმ (20 °C)
თერმული გაფართოება	12.1 µმ/(მ·K)
ხვედრითი თბოტევადობა	27.11 ჯ/(K·მოლ)
თბოგამტარობა	13.4 ვტ/(მ·K)
კუთრი წინაღობა	615 ნომ·მ
მაგნეტიზმი	პარამაგნეტიკი
მაგნიტური ამთვისებლობა	+118.0×10−6 სმ3/მოლ
იუნგას მოდული	36.6 გპა
წანაცვლების მოდული	14.3 გპა
დრეკადობის მოდული	27.9 გპა
პუასონის კოეფიციენტი	0.280
მოოსის მეთოდი	2.5
ვიკერსის მეთოდი	360–1750 მპა
ბრინელის მეთოდი	350–400 მპა
CAS ნომერი	7439-91-0
ისტორია
აღმომჩენია	კარლ გუსტავ მოსანდერი (1838)
ლანთანის მთავარი იზოტოპები
β−	138Ce
	ლანთანი ვიკისაწყობში •

ლანთანი

57La

138.90

5d¹ 6s²

ლანთანი^[1]^[2] (ლათ. Lanthanum; ქიმიური სიმბოლო — ${\ce {La}}$ ) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეექვსე პერიოდის, ჯგუფგარეშე (ძველი კლასიფიკაციით მესამე ჯგუფის თანაური ქვეჯგუფის, IIIბ) ქიმიური ელემენტი. ატომური ნომერია — 57, ატომური მასა — 138.91, t_დნ — 920 °C, t_დუღ — 3464 °C, სიმკვრივე — 6.162 გ/სმ³. მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის ლითონი. არსებობს სამი კრისტალური მოდიფიკაციით: α-La ჰექსაგონალური მესერით, β-La სპილენძის ტიპის კუბური მესერით, γ-La α-Fe-ის ტიპის კუბური მოცულობაცენტრირებული მესერით, α↔β გადასვლის ტემპერატურა 277°C და β↔γ 861°C.

აღმოჩენის ისტორია

ლანთანი, როგორც ქიმიური ელემენტი, ვერ იქნა აღმოჩენილი 36 წლის განმავლობაში. 1803 წ. 24 წლის შვედი ქიმიკოსი იენს იაკობ ბერცელიუსი იკვლევდა მინერალს, რომელიც ახლა ცნობილია როგორც ცერიტი. ამ მინერალში აღმოჩენილ იქნა იტრიუმის მიწა და კიდევ რაღაც იშვიათი მიწა, რომელიც ძალიან ჰგავდა იტრიუმისას. მას უწოდეს ცერიუმის. 1826 წ. კარლ მოზანდერმა ცერიუმის მიწა გამოიკვლია და დაასკვნა, რომ არაა ერთგვაროვანი, რომ მასში, ცერიუმის გარდა, არის კიდევ ერთი ახალი ელემენტი. ცერიუმის მიწის რთული შემადგენლობა მოზანდერმა დაამტკიცა მხოლოდ 1839 წ. მან შეძლო ახალი ელემენტის გამოყოფა, როდესაც მის ხელში მოხვდა ცერიტის უფრო დიდი რაოდენობა.

სახელწოდების წარმომავლობა

ახალ ელემენტს, აღმოჩენილს ცარიტში და მოზანდერიტში, ბერცელიუსის წინადადებით დაარქვეს ლანთანი. მისი აღმოჩენის ისტორიის აღსანიშნავად და მოდის ძვ. ბერძნ. λανθάνω — «ვიმალები».

ბუნებაში

დედამიწის ქერქში მიახლოებით 18 — 30 გრ/ტ, ოკეანის წყალში 0,012 მკგრ/ლ.^[3].

საბადოები

ლანთანის მთავარი საბადი მდებარეობს აშშ, ყაზახეთში, რუსეთში, უკრაინაში, ავსტრალიაში, ბრაზიალიაში, ინდოეთი, სკანდინავიაში.

იზოტოპები

სტანდარტული ატომური მასა

ლანთანის სტანდარტულ ატომურ მასად მიღებულია — 138.90 (138.905464), რომელიც როგორც წესი იანგარიშება ბუნებაში არსებულ ყველა სტაბილურ იზოტოპტთა საშუალო შეწონილი მასით, მათი დედამიწის ქერქსა და ატმოსფეროში გავრცელების პროპორციულად.

იზოტოპი	Z	N	ატომური მასა (მ.ა.ე.)	% ბუნებაში	საშუალო შეწონილი
¹³⁸La	57	81	137.907112	0.089 %	0.122737
¹³⁹La	57	82	138.9063533	99.911 %	138.782727
A_r°(La)					138.905464

მიღება

ლანთანის მიღება დაკავშირებულია თავდაპირველი ნედლეულის გაყოფაზე ფრაქციებად. ლანთანი კონცენტრირდება ცერიუმთან პრაზეოდიმთან და ნეოდიმთან ერთად. თავდაპირველად ნარევიდან გამოყოფენ ცერიუმს, შემდგომ დარჩენილ ელემენტებს გამოყოფენ ექსტრაქციით.

ღირებულება

ლითონური ლანთანის 99-99,9-ის სიწმინდით ღირს მიახლოებით 2 - 4 დოლაში 1 გრამზე.

გამოყენება

მინის წარმოება

ლანთანის ოქსიდი (5-დან 40 %-მდე) გამოიყენება ოპტიკური მინის ხარშვისთვის (ლანთანიანი მინა), ლინზების და პრიზმის დასამზადებლად რომელსაც კინოში და ფოტოაპარატებში და ასტრონომიული მიზნით გამოიყენებენ.

კერამიკული ელექტროგამათბობელების წარმოება

კალციუმით, სტრონციუმით, მაგნიუმით ლეგირებული ლანთანის ქრომიტი გამოიყენება მაღალტემპერატურული ღუმელების გამაცხელებლების წარმოებაში (ლღვობის ტემპერატურაა ― 2453 °C, მუშა ტემპ. — მიახლოებით 1780 გრადუსი ჟანგბადის ატმოსფეროში). ტემპერატურის ზრდასთან ერთად ლანთანის ქრომიტის წინაღობა მკვეთრად მცირდება. ლანთანის ქრომიტის თერმული გაფართოების კოეფიციენტი ძალიან დაბალია და ეს განსაზღვრავს ელექტროგამაცხელებლების მუშაობის ხანგრძლივობას.

მაღალტემპერატურული ზეგამტარობა

ლანთანის ოქსიდი გამოიყენება მაღალტემპერატურული ზეგამტარების სინთეზისათვის, ლანთანის ოქსიდის, იტრიუმის, ბარიუმის, სტრონციუმის, სპილენძის და სხვას საფუძველზე.

მეტალოთერმია

ზოგჯერ ლანთანი გამოიყენება მეტალოთერმიაში იშვიათი ელემენტების აღდგენისათვის.

მინის სპეციალური საფარი

ლანთანის ნაერთების საფუძველზე ხდება ფანჯრის მინის საფარის დატანება რომელიც შენობაში წევს დაბლა ტემპერატურას 5-7 გრადუსით.

თერმოელექტრული მასალები

ლანთანის მონოტელურიდს აქვს ძალიან მაღალი თერმო-ე.მ.ძ. (834 მკვ/К) და გამოიყენება მაღალი მ.ქ.კ.-ის თერმოელექტროგენერატორებში.

წყალბადის მეტალოჰიდრიდების დამგროვებლების წარმოება

ლანთან-ნიკელის ჰიდრიდი ფართოდ გამოიყენება როგორც წყალბადის ტევადი აკუმულატორი (წყალბადის მეტალოჰიდრიდული შენახვა) ავტომობილებისათვის.

ბირთვული ენერგეტიკა

განსაკუთრებულად უდიდესი მნიშვნელობა აქვს მაღალი სიწმინდის ლითონურ ლანთანს ატომურ მრეწველობაში, და კონკრეტულად ბირთვული საწვავის გადამუშავების ტექნოლოგიაში პლუტონის გამოყოფის მიზნით. გალღობილ ლითონურ ურანს რომელსაც მინარევის სახით აქვს ლითონური პლუტონი, ურევენ გალღობილ ლანთანს. გალღობილი ლანთანი მთლიანად იკავებს და გამოყოფს ურანის ძირითადი მასიდან პლუტონის იზოტოპებს და ამოტივტივდება შეურევლად ურანის ზედაპირზე. მიღებულ შენადნობს გადმოწურავენ გადაამუშავებენ ქიმიური ტექნოლოგიით. შეიძლება ვამტკიცოთ, რომ ლანთანს თავის «მხრებით» უჭირავს ბირთვული იარაღის წარმოება. ამ მომენტისათვის ეს ინფორმაცია მოძველებულია! და მოცემული ხერხი არ გამოიყენება. ბოლო პლუტონის (სამრეწველო) რეაქტორი დახურულ იქნა ჟელეზნოგორსკში 2010-2011 წ. პლუტონის გამოსაყოფად გამოიყენებოდა ექსტრაქციული გადანაწილება.

ელექტრონიკა

ბოლო წლებში მნიშვნელოვნად გაიზარდა მოთხოვნა ლანთანის მოლიბდატზე, რომელიც მაღალი გამტარობით ხასიათდება.

ელექტრო მიკროსკოპია

LaB₆ (ლანთანის ჰექსაბორიდის) კათოდების გამოყენებამ ელექტრონულ მიკროსკოპში გაზარდა გადიდების შესაძლებლობები, 6-ჯერ დენის სიმჭიდროვის გაზრდის ხარჯზე და ერთდროულად გაზარდაკათოდის რესურსი 5-ჯერ (500 საათით) ვოლფრამის კათოდებთან შედარებით.

დენის ქიმიური წყაროები

მრეწველობაში და ელექტროტექნიკაში იზრდება ინტერესი მყარი ელექტროლიტის აკუმულატორების წარმოებაზე. ამ დარგში უფრო დიდი მნიშვნელობა მიიღო ლანთანის ფტორიდმა როგორც ელექტროლიტმა და ლითონურმა ლანთანმა როგორც ანოდმა, კათოდად ჩვეულებრივ გამოიყენება ბისმუტის, ტყვიის ან სპილენძის ფტორიდი. ასეთი დენის წყაროების მიმზიდველი მხარე არის — ძალიან მაღალი კუთრი ენერგოტევადობა მოცულობის მიხედვით (3000 ვტ·სთ/დმ³, პრაქტიკულად მიღწეულია — 1500—2300 ვტ·სთ/დმ³), ენერგიის ხანგრძლივი შენახვა, სიმტკიცე, გრძელვადიანი გამოყენება; ამასთან დაკავშირებით ბევრი წამყვანი სპეციალისტი ხედავს მათში ალტერნატიულ წყაროს ყველა დანარჩენი აკუმულატორების მიმართ.

ბიოლოგიური როლი

30-იან წლებში საბჭოთა მეცნიერმა დრობკოვმა გამოიკვლია იშვიათმიწა ლითონების ზეგავლენა მცენარეებზე. მან ექსპერიმენტები ჩაატარა ბარდაზე, თალგამზე და სხვა კულტურებზე, მას შეჰყავდა იშვიათმიწა ლითონები ბორთან, მანგანუმთან ერთად ან მათ გარეშე. ცდების შედეგებმა აჩვენა რომ იშვიათმიწა ლითონები საჭიროა მცენარეების ნორმალური განვითარებისათვის. მაგრამ გავიდა მეოთხედი საუკუნე, ვიდრე ეს ლითონები გახდნენ ხელმისაწვდომები ყველასათვის. საბოლოო პასუხი ლანთანის ბიოლოგიური ზემოქმედების შესახებ ჯერ კიდევ არ არის გაცემული.

მედიცინაში ლანთანის კარბონატი გამოიყენება ჰიპერფოსფატემიის დროს როგორც პრეპარატი, რომელიც ეწინააღმდეგება ფოსფატების ათვისებას საკვებიდან.

რესურსები ინტერნეტში

სქოლიო

↑ დოლიძე ვ., ციციშვილი ვ., „ოთხენოვანი ქიმიური ლექსიკონი“, თბ., 2004, გვ. 123
↑ ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 6, თბ., 1983. — გვ. 121.
↑ J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965

პორტალი ქიმია

[1] დოლიძე ვ., ციციშვილი ვ., „ოთხენოვანი ქიმიური ლექსიკონი“, თბ., 2004, გვ. 123

[2] ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 6, თბ., 1983. — გვ. 121.

[3] J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965

[1]

[2]

[3]