लैन्थनम ऑक्साइड
| लेण्टेनियुम (III) ऑक्साइड | |
| File:La2O3संरचना.jpg | |
| Names | |
|---|---|
| IUPAC name
लेण्टेनियुम (III) ऑक्साइड
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| Other names
Lanthanum sesquioxide
Lanthana | |
| Identifiers | |
3D model (JSmol)
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| ChemSpider | |
| EC Number |
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PubChem CID
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| RTECS number |
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| UNII | |
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| Properties | |
| La2O3 | |
| Molar mass | 325.808 g·mol−1 |
| Appearance | White powder, hygroscopic |
| Density | 6.51 g/cm3, solid |
| Melting point | 2,315 °C (4,199 °F; 2,588 K) |
| Boiling point | 4,200 °C (7,590 °F; 4,470 K) |
| Insoluble | |
| Band gap | 4.3 eV |
| −78.0·10−6 cm3/mol | |
| Structure | |
| Hexagonal, hP5 | |
| P-3m1, No. 164 | |
| Hazards | |
| Occupational safety and health (OHS/OSH): | |
Main hazards
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Irritant |
| GHS labelling: | |
 [1]
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| Warning[1] | |
| H315, H319, H335[1] | |
| P261, P280, P301+P310, P304+P340, P305+P351+P338, P405, P501[1] | |
| NFPA 704 (fire diamond) | |
| Flash point | Non-flammable |
| Safety data sheet (SDS) | External SDS |
| Related compounds | |
Other anions
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Lanthanum(III) chloride |
Other cations
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Cerium(III) oxide Actinium(III) oxide |
Related compounds
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Lanthanum aluminium oxide, LaSrCoO4 |
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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लैन्थनम (III) ऑक्साइड, जिसे लान्थाना, रासायनिक सूत्र La2O3 के रूप में भी जाना जाता है, दुर्लभ पृथ्वी तत्व लेण्टेनियुम और ऑक्सीजन युक्त एक अकार्बनिक यौगिक है। इसका उपयोग कुछ लोहवैद्युत सामग्रियों में प्रकाशीय सामग्रियों के एक घटक के रूप में किया जाता है, और अन्य उपयोगों के बीच कुछ उत्प्रेरकों के लिए प्रभरण स्टॉक है।
गुण
लेण्टेनियुम ऑक्साइड एक सफेद ठोस है जो पानी में अघुलनशील है, लेकिन अम्लीय घोल में घुल जाता है। La2O3 हवा से नमी को अवशोषित करता है और लेण्टेनियुम हाइड्रॉक्साइड में परिवर्तित करता है।[2] लेण्टेनियुम ऑक्साइड में पी-प्ररूप अर्धचालन गुण होते हैं और लगभग 5.8 ईवी का बैंड अंतराल होता है।[3] इसकी औसत कमरे के तापमान की प्रतिरोधकता 10 kΩ·cm है, जो तापमान में वृद्धि के साथ घट जाती है। La2O3 दुर्लभ पृथ्वी आक्साइड की सबसे कम जाली ऊर्जा, बहुत उच्च परावैद्युतांक स्थिरांक ε = 27 के साथ है।
संरचना
कम तापमान पर, La2O3 के पास A-M2O3 षट्कोणीय स्फटिक संरचना है। वह La3+ धातु परमाणु 7 समन्वय समूह से O2− परमाणु घिरे हुए हैं, ऑक्सीजन आयन धातु परमाणु के चारों ओर एक अष्टफलकीय आकार में होते हैं और अष्टफलकीय अग्रभागों में से एक के ऊपर एक ऑक्सीजन आयन होता है।[4] दूसरी ओर, उच्च तापमान पर लेण्टेनियुम ऑक्साइड C-M2O3 त्रिविमीय स्फटिक संरचना में परिवर्तित हो जाता है। वह La3+ आयन एक षट्कोणीय संरूपण में छह O2− आयनों से घिरा हुआ है।[5][6]
संश्लेषण
लेण्टेनियुम ऑक्साइड कम से कम तीन बहुरूपता (सामग्री विज्ञान) में स्फटिकृत हो सकता है।[2]
षट्कोणीय La2O3 लेण्टेनियुम क्लोराइड के शीकर तापीय अपघटन द्वारा उत्पादित किया गया है।[7]
:2 LaCl3 + 3 H2O → La(OH)3 + 3 HCl
- 2 La(OH)3 → La2O3 + 3 H2O
षट्कोणीय La2O3 प्राप्त करने के लिए एक वैकल्पिक मार्ग में 2.5% NH3 और आर्द्रक क्षारातु डोडेसिल सल्फेट के संयोजन का उपयोग करके जलीय घोल से नाममात्र La(OH)3 का अवक्षेपण सम्मिलित है, जिसके बाद 80 डिग्री सेल्सियस पर 24 घंटे के लिए तापन की जाती है।:
- 2 LaCl3 + 3 H2O + 3 NH3 → La(OH)3 + 3 [NH4]Cl
अन्य मार्गों में सम्मिलित हैं:
- 2 La2S3 + 3 CO2 → 2 La2O3 + 3 CS2
प्रतिक्रियाएं
लान्थेनम ऑक्साइड का उपयोग कुछ लोहवैद्युत सामग्रियों को विकसित करने के लिए एक योज्य के रूप में किया जाता है, जैसे कि ला-अपमिश्रित कांसा टाइटेनेट (Bi4Ti3O12 - BLT)। लेण्टेनियुम ऑक्साइड प्रकाशीय सामग्री में प्रयोग किया जाता है; प्रायः कांच के अपवर्तक सूचकांक, रासायनिक स्थायित्व और यांत्रिक शक्ति में सुधार करने के लिए प्रकाशीय ग्लास La2O3 से अपमिश्रित किया जाता है।[8]
:3 B2O3 + La2O3 → 2 La(BO2)3
La2O3 का जोड़ कांच के पिघलने से 658 डिग्री सेल्सियस से 679 डिग्री सेल्सियस तक उच्च कांच परिवर्तन तापमान होता है। इसके अतिरिक्त कांच के उच्च घनत्व, सूक्ष्मता और अपवर्तक सूचकांक की ओर भी जाता है।
संभावित अनुप्रयोग
लैंथेनम ऑक्साइड अन्य लैंथेनम यौगिकों के अग्रदूत के रूप में सबसे उपयोगी है।[9] कुछ अन्य लैंथेनाइड्स के विपरीत, न तो ऑक्साइड और न ही कोई भी व्युत्पन्न सामग्री पर्याप्त व्यावसायिक मूल्य प्राप्त करती है। कई विवरणी व्यावहारिक अनुप्रयोगों La2O3 की दिशा में प्रयासों का वर्णन करती हैं, नीचे वर्णित किया गया है।
La2O3 उच्च घनत्व, अपवर्तक सूचकांक और कठोरता के कांच बनाता है। टंगस्टन, टैंटलम और थोरियम के ऑक्साइड के साथ मिलकर, La2O3 क्षार द्वारा हमला करने के लिए कांच के प्रतिरोध में सुधार करता है। La2O3 कुछ दाब वैद्युत् और तापविद्युत् सामग्रियों में एक घटक है।
मीथेन के ऑक्सीकृत युग्मक के लिए La2O3 की जांच की गई है।[10]
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 "Lanthanum Oxide". American Elements. Retrieved October 26, 2018.
- ↑ 2.0 2.1 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ↑ Shang, G.; Peacock, P. W.; Robertson, J. (2004). "नाइट्रोजनयुक्त उच्च-ढांकता हुआ-स्थिर गेट ऑक्साइड की स्थिरता और बैंड ऑफ़सेट". Applied Physics Letters. 84 (1): 106–108. Bibcode:2004ApPhL..84..106S. doi:10.1063/1.1638896.
- ↑ Wells, A.F. (1984). संरचनात्मक अकार्बनिक रसायन. Oxford: Clarendon Press. p. 546.
- ↑ Wyckoff, R. W.G. (1963). Crystal Structures: Inorganic Compounds RXn, RnMX2, RnMX3. New York: Interscience Publishers.
- ↑ Adachi, Gin-ya; Imanaka, Nobuhito (1998). "बाइनरी रेयर अर्थ ऑक्साइड". Chemical Reviews. 98 (4): 1479–1514. doi:10.1021/cr940055h. PMID 11848940.
- ↑ Kale, S.S.; Jadhav, K.R.; Patil, P.S.; Gujar, T.P.; Lokhande, C.D. (2005). "Characterizations of spray-deposited lanthanum oxide (La2O3) thin films". Materials Letters. 59 (24–25): 3007–3009. doi:10.1016/j.matlet.2005.02.091.
- ↑ Vinogradova, N. N.; Dmitruk, L. N.; Petrova, O. B. (2004). "दुर्लभ-पृथ्वी बोरेट्स के आधार पर कांच का संक्रमण और कांच का क्रिस्टलीकरण". Glass Physics and Chemistry. 30: 1–5. doi:10.1023/B:GPAC.0000016391.83527.44. S2CID 94177915.
- ↑ "Lanthanum has also found modest uses." Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. p. 946. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ↑ Manoilova, O.V.; et al. (2004). "Surface acidity and basicity of La2O3, LaOCl, and LaCl3 characterized by IR spectroscopy, TPD, and DFT calculations". J. Phys. Chem. B. 108 (40): 15770–15781. doi:10.1021/jp040311m.
