Lanthan

Lanthan, chemisches Symbol La, metallisches Element mit der Ordnungszahl 57, das zu den Seltenerdmetallen gezählt wird und in der Lanthanoidenreihe des Periodensystems steht.

Lanthan wurde erstmals 1839 von dem schwedischen Chemiker Carl Gustav Mosander in Form von Lanthan(III)-oxid (La₂O₃) aus dem Mineral Cerit neben anderen Oxiden (von Cer, Neodym und Praseodym) gewonnen. Da sich diese Oxide chemisch sehr ähnlich verhalten, konnte Mosander Lanthan(III)-oxid nur sehr schwer isolieren. Deshalb benannte er das neue Element nach dem griechischen Wort lanthanein für „verborgen sein”.

Die Stellung von Lanthan im Periodensystem war wissenschaftlich lange Zeit umstritten. Es wurde zunächst in der dritten Nebengruppe platziert, doch sprechen seine chemischen und physikalischen Eigenschaften für die Einordnung als Metall in die Lanthanoidenreihe.

In der Natur kommt Lanthan in Form der Isotope ¹³⁸La und ¹³⁹La vor; am häufigsten ist ¹³⁹La (99,91 Prozent). Daneben sind über 35 künstliche radioaktive Lanthanisotope mit Halbwertszeiten von wenigen Nanosekunden bis zu 60 000 Jahren bekannt. Unter den Elementen der Erdkruste steht Lanthan an 28. Stelle. Das Metall kommt in der Natur nur in gebundener Form vor, meist zusammen mit anderen Seltenerdmetallen in Mineralien wie Allanit und Monazit sowie Calcit und Fluorit.

Reines Lanthanmetall hat einen silberweißen Glanz, ist duktil und walzbar und bei Raumtemperatur sehr weich. An der Luft wird es relativ schnell oxidiert. Mit Wasser bildet sich Lanthan(III)-hydroxid und Wasserstoff:

2La + 6H2O → 2La(OH)3 + 3H2.

Lanthan schmilzt bei 918 °C und siedet bei 3 464 °C. Seine Dichte liegt bei 6,15 Gramm pro Kubikzentimeter, seine Atommasse beträgt 138,91 u. Unterhalb einer Temperatur von sechs Kelvin zeigt Lanthanmetall supraleitende Eigenschaften.

Lanthan reagiert bei höheren Temperaturen mit Schwefel, Halogenen und anderen Nichtmetallen. In seinen meist farblosen oder weißen Verbindungen tritt es mit den Oxidationszahlen +2 und +3 auf, am häufigsten ist die Oxidationsstufe +3.

Lanthan wird in Form von Cer-Mischmetall, etwa zur Herstellung von leichtem Stahl oder von Zündsteinen für Feuerzeuge, verwendet. Cer-Mischmetall ist eine Legierung, die neben Lanthan und Cer auch Lutetium, Neodym, Praseodym und andere Metalle enthält. Lanthanlegierungen mit Cobalt (z. B. LaCo₅) dienen als magnetische Werkstoffe, solche mit Nickel (z. B. LaNi₃ oder LaNi₅) als Speichermaterial für Wasserstoff. Hochreines Lanthan(III)-oxid wird in optischen Gläsern, z. B. Kameralinsen, verwendet.