Лантан (La) в таблице Менделеева: период, группа, масса

Теория:

Лантан (La) в периодической системе: 6‑й период, 3‑я группа (по устаревшей классификации — III B), атомная масса 138,9 а.е.м.

Занимает положение в 6‑м периоде, открывая собой семейство лантаноидов — группу редкоземельных металлов, которые во многом повторяют его свойства.

Будучи родоначальником большой группы f-элементов, он является «эталоном» для редкоземельных металлов, расположенных в нижней части таблицы.

Нахождение Лантана в 3‑й группе и отсутствие электронов на f-подуровне (в отличие от его последователей) обуславливают его ключевые параметры:

Наиболее характерную валентность III.

А также высокую химическую активность, способность поглощать водород и использоваться в производстве современных аккумуляторов и оптических линз.

Структура атома подтверждается его электронной формулой (конфигурацией):

[Xe] 5d¹ 6s².

На которой наглядно можно определить его положение как переходного элемента, стоящего в самом начале f-блока.

Внимание:«Лантан открывает f‑блок периодической системы и относится к лантаноидам (f‑элементам).

Хотя в нейтральном атоме его 4f‑орбиталь пуста ([Xe] 5d¹ 6s²), его химические свойства и положение в таблице однозначно определяют его как f‑элемент».

Лантан в таблице Менделеева можно определить на основании закона периодичности: положение в 6 периоде, группа III / Лантаноиды, а также по его порядковому номеру (Z = 57).

Как определить положение Лантана в Таблице Менделеева

Локация лантана в системе описывается характеристиками его атомного ядра — его «химическим аттестатом» (паспортом):

1. Порядковый номер (атомный номер).
2. Наименование (название) элемента.
3. Группа (3-я группа, начало семейства лантаноидов).
4. Период (горизонтальный ряд).
5. Электронное семейство (лантан — d‑элемент, формально открывающий f-серию).

Порядковый номер / атомный номер (Z = 57)

• Служит уникальным кодом элемента в системе.
• В ядре — 57 протонов; в нейтральной оболочке — 57 электронов.
• Электронное строение: [Xe] 5d¹ 6s².

Важно: Лантан не имеет электронов на 4f-подуровне, что делает его более стабильным и химически активным по сравнению с другими редкоземельными металлами.

Название и символ

• Название: «лантан» (от греч. «lanthano» — скрываюсь).
• Символ: La.
• Примечание: Был обнаружен Карлом Мозандером в 1839 году как «скрытая» примесь в цериевой земле.

Группа (3 / III B)

Расположен в 3‑й группе. Лантан является «старшим» элементом для 14 последующих лантаноидов, которые часто выносятся отдельной строкой под таблицей.

Химический потенциал:

• Валентность лантана: единственная и типичная валентность III.
• Степень окисления: +3. Оксид лантана широко применяется в производстве высококачественного оптического стекла.

Период (6‑й)

Находится в 6‑м периоде — его электроны распределены по шести энергетическим уровням.

Влияние на свойства:

• Химическая активность: Лантан активно реагирует с водой, образуя гидроксид, и быстро тускнеет на воздухе.
• Водородные технологии: Обладает уникальной способностью впитывать водород (в 400 раз больше своего объема), что делает его незаменимым в никель-металлгидридных аккумуляторах.

Все значения элементов в полной сводной таблице параметров химических элементов (Z, Ar, Группа, Период).

Относительная атомная масса (Ar)

• Ar(La) ≈ 138,905 а.е.м.
• Определение: среднее значение массы природных изотопов, основным из которых является стабильный Лантан-139.

Все значения для всех элементов можно узнать в таблице атомных масс.

f‑Элемент (электронное семейство)

Лантан (La, Z = 57) — элемент, открывающий семейство лантаноидов. В нейтральном атоме его электронная конфигурация [Xe] 5d¹ 6s² (4f‑орбиталь пуста), что формально сближает его с d‑элементами.

Тем не менее, в периодической системе он размещён в f‑блоке, поскольку:

1. химически ведёт себя как типичный лантаноид (основная степень окисления +3);
2. структурно открывает ряд элементов с заполнением 4f‑подуровня;
3. его ионный радиус и координационная химия соответствуют лантаноидам.

Специфика положения: Промежуточное положение между d‑ и f‑блоками обуславливает исключительную электроположительность лантана и усиление металлических свойств по сравнению с типичными d‑переходами.

Определение энергетических уровней Лантана по Таблице Менделеева

Положение Лантана (La) в системе Менделеева — это готовый «паспорт» его внутреннего устройства.

1. 6-й период (Количество этажей)

Номер периода определяет число электронных слоев.

• Итог: У Лантана 6 энергетических уровней.

2. Список «жильцов» (Распределение электронов)

Атомный номер Лантана — 57. Его 57 электронов распределены по уровням следующим образом:

La ) 2 ) 8 ) 18 ) 18 ) 9 ) 2

3. 3-я группа (Химический характер)

Лантан — активный редкоземельный металл.

• f-элемент: Относится к f‑блоку, несмотря на электронную конфигурацию [Xe] 5d¹ 6s² (4f‑орбиталь пуста). Это обусловлено его химической аналогией с лантаноидами и структурной ролью как первого элемента f‑блока.
• Место в блоке: Стоит перед церием, открывая ряд лантаноидов.

Проверка знаний: Как определить лантан по таблице Менделеева

Выберите три верных тезиса, которые однозначно характеризуют Лантан (La) в структуре таблицы.

1) Порядковый номер элемента — 57.

2) Находится в 6-м периоде и начинает ряд лантаноидов.

3) Обладает способностью поглощать водород.

4) Относится к галогенам.

5) Находится в 1-м периоде.

6) Является газообразным веществом.

Часто задаваемые вопросы: