| стоне. Первый большой успех - роль Кларенса ("Кларенс" Таркингтона). Наиболее плодотворный период творчества Л. - работа в театре "Гилд" (1924-29), где он создал свои лучшие роли: Хиггинс ("Пигмалион" Шоу), Дмитрий Карамазов ("Братья Карамазовы" по Достоевскому), Петруччио ("Укрощение строптивой" Шекспира), Тригорин ("Чайка" Чехова). В 30-е гг. Л. и его жена Линн Фонтанн становятся признанными "звёздами" бродвейского театра (выступали преим. в салонных комедиях С. Бермана, Н. Коуарда). Последнее выступление Л. состоялось в 1961 в спектакле "Визит старой дамы" Дюр- ренматта. В 1958 нью-йоркский театр "Глоб" переименован в театр"Лант-Линн Фонтанн".
Лит.: Freedley G., The Lunts, L., [1957].
ЛАНТАН (лат. Lanthanum), La, химический элемент III группы периодич. системы Менделеева с ат. н. 57; см. в ст. Лантаноиды.
ЛАНТАНИДЫ, то же, что лантаноиды.
ЛАНТАНОЗУХ (Lanthanosuchus), род ископаемых земноводных подкласса батрахозавров. Существовал в позднеперм- скую эпоху. Единств, вид - L. Watsoni. Череп округлый, с ячеистой поверхностью; зубы без лабиринтовой складчатости дентина, чем Л. отличается от большинства древних земноводных, в т. ч. и от кот- лассии, к к-рой Л. близок. Вместе с тем он имеет нек-рые черты строения, присущие древним пресмыкающимся - котилозаврам. Л. был хищником, обитал в болотах. Остатки Л. найдены на терр. СССР.
Лит.: Основы палеонтологии. Земноводные, пресмыкающиеся и птицы, М., 1964
ЛАНТАНОИДЫ (от лантан и греч. eidos - образ, вид), лантаниды, семейство из 14 химич. элементов с ат. н. от 58 до 71, расположенных в 6-м периоде системы Менделеева вслед за лантаном (табл. у. Л. и сходные с ними элементы скандий, иттрий и лантан образуют группу редкоземельных элементе в (в лит-ре её обозначают сокращённо РЗЭ). Такое название объясняется тем, что все эти элементы встречаются редко и дают тугоплавкие, нерастворимые в воде окислы, по старинной терминологии,- "земли". Редкоземельные элементы входят в побочную подгруппу III группы пе- рподич. системы.
По хим. свойствам Л. весьма сходны между собой, что объясняется строением электронных оболочек их атомов: по мере увеличения заряда ядра структура двух внешних электронных оболочек не меняется, т. к. происходит заполнение электронами 3-й снаружи оболочки - глубоколежащего 4f-ypoBHH. Максимально возможное число электронов на f-уровне равно 14, что определяет число элементов семейства Л. (см. также Актиноиды, Атом, Периодическая система элементов Д. И. Менделеева). Л. подразделяются на 2 подгруппы: ц е р и е- в у ю, включающую церий Се, празеодим Рг, неодим Nd, прометий Рт, самарий Sm, европий Ей, и иттриевую, включающую гадолиний Gd, тербий Tb, диспрозий Dy, гольмий Но, эрбий Ег, тулий Тт, иттербий Yb, лютеций Lu. Это деление обусловлено периодичностью изменения нек-рых свойств внутри семейства Л.; названия подгрупп возникли исторически.
Историческая справка. В 1788 в швед, селении Иттербю был найден минерал иттербит (позднее переименованный в гадолинит). В нём Ю. Гадолин обнаружил в 1794 новую "землю", названную иттриевой. В 1803 И. Я. Берцелиус и В. Гизингер (1766-1852) и независимо от них М. Клапрот (1743-1817) в "тяжёлом камне из Бастноса" открыли цериевую "землю" (названную по малой планете Церере). Первоначально обе эти "земли" считались окисями неизвестных прежде металлов - иттрия и церия. В 1843 швед, химик К. Г. Мосандер (1797- 1858) разложил иттриевую "землю" на собственно иттриевую, эрбиевую и тер- биевую (все три названия - от Иттербю). Ж. Маринъяк (1878) выделил из эрбиевой "земли" ещё иттербиевую, а швед, химик П. Т. Клеве (1879) - гольмиевую (от Hol- mia - лат. название Стокгольма) и ту- лиевую (от Thule - др.-греч. название стран, лежащих на Крайнем Севере). В 1886 П. Э. Лекок де Буабодран разделил гольмиевую "землю" на собственно гольмиевую и диспрозиевую (от греч. dys- prositos - труднодоступный). В 1907 франц. химик Ж. Урбен (1872-1938) нашёл в иттербневой "земле" лютециевую (от Lutetia - лат. название Парижа). То же самое повторилось и с цериевой "землёй". В 1839-41 Мосандер разложил её на лантановую (от греч. lanthano - скрываюсь), дидимовую (от греч. didymos - близнец) и собственно цериевую "земли". Лекок де Буабодран, исследуя дидимовую "землю", полученную из уральского минерала самарскита [назв. так в 1847 Генрихом Розе (1795-1864) в честь нач. штаба Корпуса горных инженеров В. Е. Самарского-Быховца (1803-70), от к-рого Розе получил значит, кол-во этого минерала], выделил из неё в 1879 сама- риевую "землю", а в 1886 - гадолиние- вую (по имени Га долина); она оказалась тождественной с "землёй", к-рую Маринь- як открыл в 1880 в самарските. В 1885 австр. химик К. Ауэр фон Вельсбах (1858-1929) разделил дидимовую "землю" на празеодимовую (от греч. prasios - светло-зелёный) и неодимовую (от греч. neos - новый). В 1901 франц. химик Э. Демарсе (1852-1904) разделил сама- риевую "землю" на собственно самарие- вую и европиевую.
Так, к первым годам 20 в. были открыты все Л., за исключением радиоактивного элемента с ат. н. 61, к-рый в природе не встречается. Его получили только в 1947 амер. физики Дж. Марийский, Л. Гленденин и Ч. Кориелл из осколков деления урана в ядерном реакторе и назвали прометием (от имени Прометея).
Хотя открытие Л. было завершено в нач. 20 в., многие из них не были ни выделены в достаточно чистом состоянии, ни подробно изучены. Эффективные методы разделения, разработанные за последние 20 лет, позволяют получать и производить в чистом виде и соединения Л., и сами металлы.
Распространение в природе. Суммарное содержание лантана и Л. в земной коре составляет 1,78-Ю~2% по массе, причём кларки у Л. с чётными атомными номерами больше, чем у соседних нечётных. Л.- характерные элементы земной коры ; в породах мантии, в каменных метеоритах их мало. При магматич. процессах Л. накапливаются в гранитоидах и особенно в щелочных породах. Известно 33 минерала церия и 9 лантана, остальные Л. входят как изоморфные примеси в кри- сталлич. решётку др. минералов, преимущественно редкоземельных. Во многих минералах Л. изоморфно замещают Са, U, Th и др. В биосфере Л. малоподвижны, с чем связано накопление их в россыпях. Содержание Л. в природных водах и организмах ничтожно. Их водная и биогенная миграция изучена плохо. Известны гидротермальные месторождения фосфатов, фтор карбонатов и фторидов Л., однако наибольшее промышленное значение имеют комплексные месторождения, связанные со щелочными магматич. породами (напр., нефелиновые сиениты Кольского п-ова) и карбонатитами, а также месторождения осадочных фосфоритов, кора выветривания щелочных пород, прибрежно-морские и аллювиальные россыпи ксенотима и монацита.
Физические свойства. Л. - металлы серебристо-белого цвета (нек-рые слегка желтоваты, напр. Рг и Nd). К'ри- сталлич. структура большинства Л. - гексагональная плотноупакованная. Исключение составляют у-Сс и a-Yb (ку- бич. гранецентрированная), Sm (ромбо- эдрич.), Ей - кубич. объёмноцентриро- ванная. То обстоятельство, что при переходе от Се к Lu число электронов на двух внешних оболочках, как правило, не меняется, а положит, заряд ядра постепен- ло возрастает, вызывает более сильное притяжение электронов к ядру и приводит к т. н. лантаноидному сжатию; у нейтральных атомов Л. и ионов одинаковой валентности при увеличении атомного номера радиусы несколько уменьшаются. Темп-ры плавления у элементов подгруппы церия значительно ниже, чем у элементов подгруппы иттрия.
Л. высокой чистоты пластичны и легко поддаются деформации (ковке, прокатке). Механич. свойства сильно зависят от содержания примесей, особенно кислорода, серы, азота и углерода. Значения предела прочности и модуля упругости металлов иттриевой подгруппы (за исключением Yb) выше, чем для цериевой. Все Л., за исключением La и Lu, обладают при темп-pax выше комнатной сильным парамагнетизмом, причиной к-рого является наличие у этих элементов нескомпенсированных в 4^подоболочках спиновых и орбитальных магнитных моментов. В области низких темп-р большинство Л. цериевой подгруппы (Nd, Pr, Sm) находится в антиферромагнитном состоянии, а Л. иттриевой подгруппы (Tb, Dy, Но, Ег и Тт) при очень низких темп-pax - в ферримагнитном состоянии, а при более высоких темп-pax переходят в т. н. геликоидальное антиферромагнитное состояние. Gd при всех темп-pax ниже 293 К (т. е. до точки Кюри) находится в ферромагнитном состоянии (см. Магнитная структура).
Металлы Tb, Dy, Но, Ег и Тт обладают большими величинами намагниченности насыщения, огромными значениями энергии магнитной анизотропии и магнито- стрикции, что позволяет на основе этих металлов создавать магнитные материалы (сплавы, ферриты, халькогениды и др.) с уникальными свойствами. a-La становится сверхпроводником при 4,9 К, 13-La при 5,85 К; для других Л. сверхпроводимость не обнаружена.
Табл. 1. - Атомный номер, атомная масса и некоторые другие свойства элементов семейства лантаноидов
Название
Символ
Атомный номер
Атомная масса
Электронная структура
Валентность
Ионный радиус
Энергия ионизации , эв
Магнитные моменты 3-валентных ионов в магнетонах Бора*
Содержание в земной коре, % по массе
4f
5s
5р
3d
6s
Лантан
La
57
138,9055
-
2
6
1
2
3
1,061
36,2
0
2,9•10-3
Церий
Се
58
140,12
2
2
6
-
2
3,4
1,034
37,2
2,51
7•10-3
Празеодим
Рr
59
140,9077
3
2
6
-
2
3,4
1,013
37,5
3,6
9•10-4
Неодим
Nd
60
144,24
4
2
6
-
2
3
0,995
37,8
3,61
3,7•10-3
Прометий
Рm
61
(145)**
5
2
6
-
2
3
0,979
38,2
-
-
Самарий
Sm
62
150,4
6
2
6
-
2
2,3
0,964
38,2
1,54
8•10-4
Европий
Еu
63
151,96
7
2
6
-
2
2,3
0,950
38,8
3,62
4,3•10-4
Гадолиний
Gd
64
157,25
7
2
6
1
2
3
0,938
38,6
7,8-7,84
8•10-4
Тербий
Тb
65
158,9254
9
2
6
-
2
3,4
0,923
39,4
9,76
4,3•10-4
Диспрозий
Dy
66
162,50
10
2
6
-
2
3(4)
0,908
39,5
10,59
5•10-4
Гольмий
Но
67
164,9304
11
2
6
-
2
3
0,894
40,0
10,50
1,7•10-4
Эрбий
Еr
68
167,26
12
2
6
-
2
3
0,881
40,2
9,53
3,3•10-4
Тулий
Тm
69
168,9342
13
2
6
-
2
3 (2)
0,869
40,3
7,2
2,7•10-5
Иттербий
Yb
70
173,04
14
2
6
-
2
2,3
0,858
40,8
4,6
3,3•10-5
Лютеций
Lu
71
174,97
14
2
6
1
2
3
0,848
41,0
0
8•10-5
* По измерениям парамагнитной восприимчивости. ** Массовое число наиболее долго живущего изотопа 145Рт.
Табл. 2.-Физические свойства лантана, лантаноидов, а также иттрия и скандия
Металл
Плотность
(рентгеновская), г/см3
Тпл,
°С
Ткип,
°С
Удельное объёмное электрич. сопротивление (при 25°С),
ом • см •106
Сечение
захвата тепловых нейтронов ,
б
Работа
выхода электрона , эв
Модуль упругости , кгс/мм2
a (La)
6,17
920
3470
56,8
8,9
3,33
3915
у-Ce
6,77
795
3470
75,3
0,70
2,84
3058
а-Рr
6,78
935
3130
68,0
11,2
2,7
3592
а-Nd
7,01
1024
3030
64,3
44
3,3
3860
а-Sm
7,54
1072
1900
88
6500
3,2
3480
Eu
5,26
826
1440
81,3
4500
2,54
-
а-Gd
7,89
1312
3000
140,5
44000
3,07
5730
а-ТЬ
8,27
1356
2800
-
44
3,09
5864
Dy
8,53
1407
2600
56
1100
3,09
6433
Но
8,80
1461
2600
87
64
3,09
6850
Er
9,05
1497
2900
107
166
3,12
7474
Tm
9,33
1545
1730
79
118
3,12
-
а-Yb
6,98
824
1430
27
36
2,59
1815
Lu
9,84
1652
3330
79
108
3,14
-
а-Sc
2,99
1539
2730
-
13
3,23
-
Y
4,48
1509
2930
69±3
1,38
3,07
6700
Примечание. Структура, плотность и ряд других свойств приведены для модификации, устойчивой при комнатной температуре. 1 кгс/мм2 10 MHJM2.
Химические свойства. Л. отличаются высокой хим. активностью. При нагревании они реагируют с водородом, углеродом, азотом, фосфором, углеводородами, окисью и двуокисью углерода; разлагают воду, растворяются в соляной, серной и азотной к-тах; выше 180-200 °С Л. быстро окисляются на воздухе. Для всех Л. характерна валентность 3. Нек-рые Л. проявляют, кроме того, валентность 4 или 2.
Окислы Л. и лантана тугоплавки. Гидроокиси К(ОН)з имеют основной характер и нерастворимы в щелочах. Хлориды, сульфаты и нитраты трёхвалентных Л. растворимы в воде и кристаллизуются б. ч. в виде кристаллогидратов различного состава. Фториды, оксалаты, фосфаты, карбонаты и ферроцианиды малорастворимы в воде и разбавленных минеральных к-тах. Трёхзарядные катионы Се, Gd, Tb, Yb, Lu бесцветны, Pm, Eu, Er имеют розовый цвет, Sm, Dy, Ho - жёлтый, Рг и Tm - зелёный, Nd - фиолетово-красный.
Большинство простых солей Л. склонно к образованию двойных солей с солями щелочных металлов, аммония, магния. Л. дают комплексные соединения с многими органич. веществами. Среди них важное значение имеют комплексы, образуемые с лимонной к-той и рядом ами- нополиуксусных к-т: нитрил отриуксус- ной, этилендиаминтетрауксусной к-той и др. "комплексонами". Эти соединения используются в процессах разделения Л. Получение. Осн. источниками получения РЗЭ цериевой группы служат минералы монацит (фосфат РЗЭ и тория), бастнезит (фторкарбонат РЗЭ) и лопа- рит (сложный титано-ниобат натрия, кальция и РЗЭ); гл. источники РЗЭ группы иттрия - эвксенит, фергюсонит, ксенотим (иттропаризит) и гадолинит. Для извлечения РЗЭ монацитовые и бастнезитовые концентраты разлагают концентрированной серной кислотой при нагревании до 200 °С с последующим выщелачиванием массы водой. Из сернокислых растворов первоначально выделяют торий, а затем осаждают РЗЭ в виде оксалатов, двойных сульфатов или др. соединений. Для разложения монацитовых концентратов используют также обработку растворами щёлочи, растворяя образующуюся при этом смесь гидроокисей в соляной или азотной к-те. Бастнезитовые концентраты обжигают при 400-800 °С с целью частичного или полного разложения минерала, сопровождающегося выделением СО2.
Продукт обжига обрабатывают азотной к-той. Из раствора осаждают РЗЭ в виде фторидов или двойных сульфатов или извлекают экстракцией трибутилфосфа- том. Сложное сырьё типа лопарита хлорируют в присутствии угля при 700-800° С. Летучие хлориды титана, ниобия и тантала удаляются с газами. В печи остаётся сплав хлоридов РЗЭ. Хлориды растворяют в воде, выделяя затем оксалаты РЗЭ. Эвксенит также рекомендуется перерабатывать методом хлорирования.
Методы разделения Л. основаны на небольших различиях в свойствах их соединений. Ранее для этой цели использовали дробную кристаллизацию солей (напр., двойных нитратов и др.), дробное осаждение (гидроокисей, сульфатов, оксалатов и др.). В настоящее время основными являются экстракционные методы разделения, в к-рых используется различие коэффициентов распределения между водным раствором и органич. растворителем. Эти методы в сочетании с ионообменной хроматографией обеспечивают получение всех Л. высокой степени чистоты. В схемах разделения, кроме того, используют способность нек-рых Л. к окислению до четырёхвалентного состояния (применяется для отделения Се) или восстановлению до двухвалентного (Sm, Eu, Yb).
Для получения металлов применяют металлотермию или электролиз. Метал- лотермич. метод основан на восстановлении безводных хлоридов или фторидов чистым кальцием. Процесс ведут в стальных бомбах, футерованных окисью кальция, или в тиглях из тантала в атмосфере чистого аргона. Этим способом могут быть получены все Л., кроме Sm, Eu и Yb. Последние можно восстановить из их окислов лантаном с последующей дистилляцией образующихся металлов.
Все Л. можно получить электролизом их соединений в солевых расплавах. Металлы подгруппы Се выделяют электролизом безводных хлоридов в расплавах КС1 + СаСЬ или КС1 + NaCl. В случае металлов иттриевой подгруппы (более тугоплавких) электролиз ведут с жидким катодом из кадмия или цинка, к-рые затем отгоняют в вакууме. Электролитич. металлы менее чисты, чем металлотермические.
Области применения. Л. (в виде металлов, сплавов и хим. соединений) применяют в различных отраслях техники. Присадки Л. (гл. обр. Се или его сплава с La) улучшают структуру, меха- нич. свойства, коррозионную устойчивость и жаропрочность стали, чугуна, магниевых, алюминиевых и др. сплавов. Добавки окислов различных Л. сообщают стеклу особые физ. свойства и окраску. Двуокись церия СеО2 используют для полировки оптич. стекла. Окислы Л. применяют для окраски фарфора, глазурей и эмалей. Церий или сплав Л. цериевой труппы ("мишметалл") входит в состав нераспыляющихся поглотителей газов (геттеров) в электровакуумных приборах. Бориды нек-рых Л. идут на изготовление катодов мощных электронных приборов. В СВЧ электронике и вычислительной технике используют редкоземельные ферриты-гранаты и ортоферриты, а в радиоэлектронике и микроэлектронике - редкоземельные сплавы (типа SmCo5), из тс-рых изготовляют постоянные магниты рекордной энергии (см. Магнит постоянный). Л. входят в состав кристаллов для лазеров (добавки соединений Л. в кристаллы CaF2 и др. солей); в атомной технике используют Л. с высоким сечением захвата тепловых нейтронов (Gd, Sm, Eu) для защиты от излучений и управления работой реакторов. В хим. и лёгкой пром-сти соединения Л. служат для изготовления лаков и красок, светящихся составов (люминофоров), катализаторов, фотореагентов. Важное применение нашли нек-рые радиоактивные изотопы Л. Так, изотоп прометия (147Рт) применяют для изготовления микробатарей; изотоп тулия <170Тт) - в портативных рентгеновских установках мед. назначения. В с. х-ве соединения Л. применяют в качестве инсектицидов и микроудобрений. Этим перечнем далеко не исчерпываются области использования Л.
Лит.: Серебренников В.В., Химия редкоземельных элементов, т. 1 - 2, Томск, 1959 - 61; ЗеликманА. Н., Металлургия редкоземельных металлов тория и урана, М., 1961; Спеддинг Ф.-Х., Даан А.-Х. [сост.], Редкоземельные металлы, пер. с англ., М., 1965; Трифонов Д. Н.. Проблема редких земель, М., 1962; Сплавы редкоземельных металлов, М., 1962; Белов К.П., Редкоземельные магнитные материалы. Сб. памяти академика Л. В. Кипренского, М., 1972. А. Н. Зеликман.
ЛАНТАНОТУС, лантонотус, безухий варан (Lanthanotus borneensis), ящерица; единств, вид сем.Ьап- thanotidae. Дл. тела до 40 см, покрыто мелкой чешуёй и неск. продольными рядами более крупных конич. чешуи. Язык, как у змей, втягивается в особое влагалище; это наряду с нек-рыми особенностями в строении черепа позволяет считать Л. возможным предком змей.Изредка встречается в Сараваке на С.-З. о. Калимантан. Роет норы по берегам водоёмов, где скрывается в дневное время. Активен ночью. Хорошо плавает и ныряет, способен долго оставаться под водой.
ЛАНУ (Lanoux) Арман (р. |
