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란타넘(←영어: Lanthanum 랜서넘[*]) 또는 란탄(←독일어: Lanthan 란탄[*]), 란타늄(←네덜란드어: lanthanium 란트하니윔[*])은 화학 원소로 기호는 La(←라틴어: Lanthanum 란타눔[*]), 원자 번호는 57이다. 란타넘은 은백색의 금속으로 대개 란타넘족으로 분류한다. 세륨이나 희토류 원소와 함께 산출된다. 란타넘은 가단성과 연성이 있고, 칼로 자를 수 있을 만큼 무르다. 희토류 원소 중에 가장 반응성이 크다. 단, 대부분의 란타넘족 원소들이 자성이 있는 데 반해 란타넘은 자성이 없다.

란타넘(57La)
Lanthanum-2.jpg
개요
영어명Lanthanum
표준 원자량 (Ar, standard)138.90547(7)
주기율표 정보
수소 (반응성 비금속)
헬륨 (비활성 기체)
리튬 (알칼리 금속)
베릴륨 (알칼리 토금속)
붕소 (준금속)
탄소 (반응성 비금속)
질소 (반응성 비금속)
산소 (반응성 비금속)
플루오린 (반응성 비금속)
네온 (비활성 기체)
나트륨 (알칼리 금속)
마그네슘 (알칼리 토금속)
알루미늄 (전이후 금속)
규소 (준금속)
인 (반응성 비금속)
황 (반응성 비금속)
염소 (반응성 비금속)
아르곤 (비활성 기체)
칼륨 (알칼리 금속)
칼슘 (알칼리 토금속)
스칸듐 (전이 금속)
타이타늄 (전이 금속)
바나듐 (전이 금속)
크로뮴 (전이 금속)
망가니즈 (전이 금속)
철 (전이 금속)
코발트 (전이 금속)
니켈 (전이 금속)
구리 (전이 금속)
아연 (전이후 금속)
갈륨 (전이후 금속)
저마늄 (준금속)
비소 (준금속)
셀레늄 (반응성 비금속)
브로민 (반응성 비금속)
크립톤 (비활성 기체)
루비듐 (알칼리 금속)
스트론튬 (알칼리 토금속)
이트륨 (전이 금속)
지르코늄 (전이 금속)
나이오븀 (전이 금속)
몰리브데넘 (전이 금속)
테크네튬 (전이 금속)
루테늄 (전이 금속)
로듐 (전이 금속)
팔라듐 (전이 금속)
은 (전이 금속)
카드뮴 (전이후 금속)
인듐 (전이후 금속)
주석 (전이후 금속)
안티모니 (준금속)
텔루륨 (준금속)
아이오딘 (반응성 비금속)
제논 (비활성 기체)
세슘 (알칼리 금속)
바륨 (알칼리 토금속)
란타넘 (란타넘족)
세륨 (란타넘족)
프라세오디뮴 (란타넘족)
네오디뮴 (란타넘족)
프로메튬 (란타넘족)
사마륨 (란타넘족)
유로퓸 (란타넘족)
가돌리늄 (란타넘족)
터븀 (란타넘족)
디스프로슘 (란타넘족)
홀뮴 (란타넘족)
어븀 (란타넘족)
툴륨 (란타넘족)
이터븀 (란타넘족)
루테튬 (란타넘족)
하프늄 (전이 금속)
탄탈럼 (전이 금속)
텅스텐 (전이 금속)
레늄 (전이 금속)
오스뮴 (전이 금속)
이리듐 (전이 금속)
백금 (전이 금속)
금 (전이 금속)
수은 (전이후 금속)
탈륨 (전이후 금속)
납 (전이후 금속)
비스무트 (전이후 금속)
폴로늄 (전이후 금속)
아스타틴 (준금속)
라돈 (비활성 기체)
프랑슘 (알칼리 금속)
라듐 (알칼리 토금속)
악티늄 (악티늄족)
토륨 (악티늄족)
프로트악티늄 (악티늄족)
우라늄 (악티늄족)
넵투늄 (악티늄족)
플루토늄 (악티늄족)
아메리슘 (악티늄족)
퀴륨 (악티늄족)
버클륨 (악티늄족)
캘리포늄 (악티늄족)
아인슈타이늄 (악티늄족)
페르뮴 (악티늄족)
멘델레븀 (악티늄족)
노벨륨 (악티늄족)
로렌슘 (악티늄족)
러더포듐 (전이 금속)
더브늄 (전이 금속)
시보귬 (전이 금속)
보륨 (전이 금속)
하슘 (전이 금속)
마이트너륨 (화학적 특성 불명)
다름슈타튬 (화학적 특성 불명)
뢴트게늄 (화학적 특성 불명)
코페르니슘 (전이후 금속)
니호늄 (화학적 특성 불명)
플레로븀 (화학적 특성 불명)
모스코븀 (화학적 특성 불명)
리버모륨 (화학적 특성 불명)
테네신 (화학적 특성 불명)
오가네손 (화학적 특성 불명)
Y

La

Ac
BaLaCe
원자 번호 (Z)57
n/a
주기6주기
구역f-구역
화학 계열란타넘족
전자 배열[Xe] 5d1 6s2
준위전자2, 8, 18, 18, 9, 2
란타넘의 전자껍질 (2, 8, 18, 18, 9, 2)
물리적 성질
겉보기은백색
상태 (STP)고체
녹는점1193 K
끓는점3737 K
밀도 (상온 근처)6.162 g/cm3
융해열6.20 kJ/mol
기화열402.1 kJ/mol
몰열용량27.11 J/(mol·K)
증기 압력
압력 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
온도 (K) (2005) (2208) (2458) (2772) (3178) (3726)
원자의 성질
산화 상태3
(강염기성 산화물)
전기 음성도 (폴링 척도)1.10
이온화 에너지
  • 1차: 538.1 kJ/mol
  • 2차: 1067 kJ/mol
  • 3차: 1850.3 kJ/mol
원자 반지름195 pm (실험값)
공유 반지름169 pm
Color lines in a spectral range
스펙트럼 선
그 밖의 성질
결정 구조이중 조밀 육방 격자 (dhcp)
Hexagonal.svg
음속 (얇은 막대)2475 m/s (20 °C)
열팽창(실온) (α, poly)
12.1 µm/(m·K)
열전도율13.4 W/(m·K)
전기 저항도(실온) (α, poly) 615 n Ω·m
자기 정렬상자성
영률(α form) 36.6 GPa
전단 탄성 계수(α form) 14.3 GPa
부피 탄성 계수(α form) 27.9 GPa
푸아송 비(α form) 0.280
모스 굳기계2.5
비커스 굳기491 MPa
브리넬 굳기363 MPa
CAS 번호7439-91-0
동위체 존재비 반감기 DM DE
(MeV)
DP
137La 인공 60,000 년 ε 0.600 137Ba
138La 0.09% 1.05×1011 ε 1.737 138Ba
β- 1.044 138Ce
139La 99.91% 안정
보기  토론  편집 | 출처

란타넘은 탄소, 질소, 붕소, 셀레늄, 규소, , , 할로젠 등과 직접 반응한다. 공기와 접촉하면 급격하게 산화한다. 차가운 과는 느리게, 뜨거운 물과는 빠르게 반응한다. 공기 중에 그냥 두면 빠르게 색깔이 변한다. 모나자이트와 배스트내사이트 등 희토류 원소가 들어 있는 광석에서 발견된다. 또한 우라늄, 토륨, 플루토늄의 핵분열로 원자로에서도 만든다. 스웨덴의 화학자인 무산더가 1839년에 처음으로 란탄을 확인했다.

란타넘의 원소기호는 La, 원자번호는 57, 원자량은 138.906이다. 녹는점은 921℃이고, 끓는점은 3457℃이다. 란타넘은 라이터 돌을 만드는 데 쓰이는 미시메탈이라는 합금을 만드는 데 쓰인다. 산화란타넘을 카메라 렌즈용 유리에 첨가하면 빛의 굴절률이 높아진다.

란타넘은 란타넘족의 기준이자 첫번째 원소이다. 주기율표상에서 알칼리토금속인 바륨 오른쪽, 란타넘족 원소인 세륨 왼쪽에 위치하고 있다. 가끔 이 분류에 논란이 있기는 하지만 란타넘은 스칸듐 , 이트륨 , 그리고 방사성이 있는 악티늄과 함께 3족 원소로 분류되기도 한다.

이들과 비슷하게 란타넘의 최외각전자 수는 3개이다. 즉 란타넘은 대부분의 화학 반응에서 3가의 양이온 형태로 반응한다. 몇몇 2가의 양이온 형태의 란타넘 화합물이 알려져 있으나 안정성이 적다.

란타넘족에서 란타넘은 예외적으로 4f 궤도의 전자를 가지지 않는다. 사실 란타넘족 원소들의 화학에서 중요한 4f 오비탈의 순간적인 축소와 에너지가 낮아지는 것은 세륨에서부터 처음 나타나기 시작한다.

그래서 란타넘은 다른 란타넘족 원소들의 강한 상자성과는 다르게 매우 약한 상자성을 띤다.(4f 궤도가 가득 차있는 끝의 이터븀이나 루테튬은 예외이다) 란타넘은 란타넘족 원소들 중 두번째로 녹는점이 낮다.(란타넘의 녹는점은 920 ℃이고 가장 녹는점이 낮은 란타넘족 원소는 세륨이다) 란타넘족은 오른쪽으로 갈수록 강도가 커지는 경향이 있다. 따라서 란타넘은 꽤 무른 금속이다. 란타넘은 실온에서 비교적 높은 전기저항을 가지고 있다. 비교해보자면 아주 좋은 전도체인 알루미늄의 경우 실온에서 26.5 밖에 되지 않는다. 또한 란타넘은 가장 휘발성이 작은 란타넘족 원소이다.

실온에서 란타넘은 대부분의 다른 란타넘족 원소들처럼 육각 결정구조를 가지고 있고 310 ℃에서는 면심입방격자 , 865 ℃에서는 체심입방격자 구조가 된다.

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