اللانثانيوم Lanthanum – الخواص الفيزيائية والكيميائية

ما هو عنصر اللانثانيوم Lanthanum؟

– اللانثانيوم Lanthanum هو عنصر من عناصر الجدول الدوري: العدد الذري = 57 ، العدد الكتلي = 139

– الرمز الكيميائي لعنصر اللانثانيوم يرمز له بالرمز: ¹³⁹La₅₇

– التوزيع الإلكتروني له:  Xe]₅₄ 6s² 5d¹]

– يعد اللانثانوم من الفلزات النادرة، ذو لون أبيض فضي لين يتغير لونه عند تعرضه للهواء.

– تتشكل البقع السوداء على المعدن النقي عندما يتلامس مع الهواء.

– يوجد اللانثانوم في الطبيعة على شكل نظيرين مستقرين ويمثل اللانثانيوم (139) نسبة 99.91% في الطبيعة، أما اللانثانيوم (138) يمثل النسبة المتبقية أي ما يقارب 0.089 %

– هذا المعدن يحترق بسهولة عند الاشتعال.

– الجدول التالي يوضح الخواص العامة لعنصر اللانثانيوم كما يلي:

اكتشافه ووجوده في الطبيعة Discovery of Lanthanum

– اكتشف اللانثانيوم من قبل (موساندر) في السويد من معدن Cerite في عام 1839م

– اشتق اسمه من كلمة يونانية (Lanthanao) بمعنى مخبأ، أو (الكذب المخفي)، إلا أنها أكثر وفرة من معظم المعادن على سبيل المثال، هو أكثر شيوعًا بثلاث مرات من الرصاص.

– يوجد مبعثراً في الطبيعة خاصة على شكل أكاسيد ومترافق مع عناصر أخرى من مجموعته.

– يعد المونازيت والستايزيت أهم خامات اللانثانوم.

– تبلغ وفرته في القشرة الأرضية 35 جزءاً من المليون.

– ومع ذلك، فقد استغرق الكيميائيين حوالي 100 عام أخرى لإيجاد طريقة لتنقية المعدن.

– اليوم، البستناسيت المعدني هو مصدر اللانثانيوم النقي.

تحضير اللانثانيوم Preparation of Lanthanum

– بالرغم من ارتفاع نسبة وفرة اللانثانيوم مقارنة بالعناصر الأخرى كاليود والزرنيخ، الأنتيمون والكادميوم لم يتلق اللانثانيوم تطبيقات علمية واسعة.

– ويرجع ذلك خاصة إلى صعوبة فصله عن مجموعة اللانثانيدات والحصول عليه نقيًا، وإلى تعقيد الطرق المتبعة لاستحصاله.

– ويتم الحصول عليه كيميائياً من الهاليدات باختزال ثلاثي الفلوريد ( LaF₃) بواسطة معدن الكالسيوم.

– ويمكن إنتاجه أيضا في المفاعلات النووية بواسطة انشطار اليورانيوم أو الثوريوم أو البلوتونيوم.

مركبات اللانثانيوم Lanthanum Compound

(1) أكسيد اللانثانيوم الثلاثي La₂O₃

4La + 3O₂ → La₂O₃  

– يكون La₂O₃ على شكل مسحوق مقاوم للحرارة وعديم الذوبان في الماء.

– لكنه ينحل في الأحماض مشكلاً الكاتيون ⁺La³

(2) ثلاثي كلوريد اللانثانيوم LaCl₃

مركب بلوري أبيض ينتج من تفاعل اللانثانوم مع الكلور كما بالتفاعل التالي:

 2La + 3C1₂ → 2LaCl₃

(3) فلوريد اللانثانيوم LaF₃

– يعتبر LaF₃ أهم مركب هالوجيني، ويحضر على شكل راسب بإضافة HF أو ^–F إلى محاليل ⁺La³

– يستخدم عملياً هذا التفاعل كطريقة للكشف عن شوارد اللانثانوم.

(4) هيدروكسيد اللانثانيوم La (OH)₃

– يتفاعل La₂O₃ مع الماء مع انتشار كمية من الحرارة كما بالتفاعل التالي:

La₂O₃ + 3H₂O → 2La(OH)₃ 

– عند إضافة (OH^–) إلى محاليل ، ⁺La³ ، تترسب الهيدروكسيد ₃(LaOH).

– ويتصف الأكسيد وهيدروكسيد اللانثانوم بخواص قاعدية.

الخواص الكيميائية لعنصر اللانثانيوم Chemical properties of Lanthanum

(1) التفاعل مع الماء

– اللانثانيوم يتفكك الماء ببطء في الشروط الطبيعية محررا الهيدروجين كما بالتفاعل التالي: 

2La + 6H₂O → 2La(OH)₃ + 3H₂

(2) التفاعل مع الهيدروجين

– تفاعل معدن اللانثانوم مع الهيدروجين حيث نحصل على الهيدريد LaH₃ كما بالتفاعل التالي:

2La + 3H₂ → 2LaH₃ 

(3) التفاعل مع النتروجين

– كما يتفاعل أيضاً مع النيتروجين وفق المعادلة الآتية:

2La + N₂ → 2LaN

(4) التفاعل مع الكبريت

– علاوة على ذلك فأنه يتفاعل مع الكبريت كالتالي:

2La + 3S → 2La₂S₃

(5) التفاعل مع اللافلزات

– يتفاعل اللانثانيوم مع اللافلزات قليلة الفعالية مشكلاً مركبات صعبة الإنصهار في درجة مرتفعة من الحرارة كما بالتفاعلات الآتية:

La + 2C → LaC₂

La + 6B → LaB₆

استخدامات اللانثانيوم Uses of Lanthanum

(1) يستخدم هذا صناعة المصابيح حيث يعمل اللانثانيوم لتقليل اللون الأصفر في ضوءه.

(2) في حالته المنصهرة، يستخدم اللانثانيوم لتنعيم الماس الخام.

(3) يستخدم في صناعة العدسات تركيز الضوء بشكل أفضل على جسم ما بسبب وجود أكسيد اللانثانيوم في الزجاج.

(4) كما تستخدم كربونات اللانثانوم لعلاج مرضى الكلى

(5) تتراوح تطبيقات العنصر من استخدامه في أضواء استوديو الأفلام وصنع العدسات إلى تكرير البترول.

– المراجع: 

• دراسة كيميائية تحليلية مفصلة لعناصر الجدول الدوري / الأستاذ الدكتور حسن بوزيّان أستاذ بقسم الكيمياء بالمدرسة العليا للأساتذة / الجزء الأول / أبريل 2017 / الجزائر.
• The periodic table book – A visual Encyclopedia of elements written by Tom Jackson – consultant Jack Challoner – Great Britain 2017