Lutetium
| Lutetium | ||||
|---|---|---|---|---|
| ← Ytterbium | Hafnium → | ||||
| ||||
| Egy egyszerű anyag megjelenése | ||||
| A tisztított lutécium mintái | ||||
| Az atom tulajdonságai | ||||
| Név, szimbólum, szám | Lutetium / Lutetium (Lu), 71 | |||
| Csoport , időszak , blokk |
3 (elavult 3), 6, f-elem |
|||
| Atomtömeg ( moláris tömeg ) |
174.9668(1) [1] a. e.m. ( g / mol ) | |||
| Elektronikus konfiguráció | [Xe] 6s 2 4f 14 5d 1 | |||
| Atom sugara | 175 óra | |||
| Kémiai tulajdonságok | ||||
| kovalens sugár | 156 óra | |||
| Ion sugara | (+3e) 85 óra | |||
| Elektronegativitás | 1,27 (Pauling skála) | |||
| Elektróda potenciál | Lu ← Lu 3+ -2,30 V | |||
| Oxidációs állapotok | +3 | |||
| Ionizációs energia (első elektron) |
513,0 (5,32) kJ / mol ( eV ) | |||
| Egy egyszerű anyag termodinamikai tulajdonságai | ||||
| Sűrűség ( n.a. ) | 9,8404 g/cm³ | |||
| Olvadási hőmérséklet | 1936 K | |||
| Forráshőmérséklet | 3668 ezer _ | |||
| Oud. párolgási hő | 414 kJ/mol | |||
| Moláris hőkapacitás | 26,5 [2] J/(K mol) | |||
| Moláris térfogat | 17,8 cm³ / mol | |||
| Egy egyszerű anyag kristályrácsa | ||||
| Rácsszerkezet | Hatszögletű | |||
| Rács paraméterei | a = 3,503, c = 5,551 [3] | |||
| c / arány _ | 1.585 | |||
| Egyéb jellemzők | ||||
| Hővezető | (300 K) (16,4) W/(m K) | |||
| CAS szám | 7439-94-3 | |||
| 71 | Lutetium |
| Lu174,9668 | |
| 4f 14 5d 1 6s 2 | |
A lutécium ( vegyjele - Lu , lat. Lutetium ) a D. I. kémiai elemeinek periodikus rendszerének hatodik periódusának 3. csoportjának kémiai eleme (az elavult besorolás szerint - a harmadik csoport, IIIB mellékcsoportja) . Mengyelejev , 71 -es rendszámmal .
A Lanthanide családhoz tartozik .
Az egyszerű anyag a lutécium egy sűrű ritkaföldfém , ezüstfehér színű .
Felfedezési előzmények
Az oxidelemet 1907 -ben egymástól függetlenül fedezte fel Georges Urbain francia kémikus, Carl Auer von Welsbach osztrák ásványkutató és Charles James amerikai kémikus . Mindannyian találtak lutéciumot az ittrbium -oxid keverékében , amelyet viszont 1878 -ban fedeztek fel erbium -oxid keverékeként , amelyet 1843 - ban izoláltak ittrium-oxidból , amelyet 1797 -ben a gadolinit ásványban fedeztek fel . Mindezek a ritkaföldfémek nagyon hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek. A nyitóprioritás J. Urbainé.
A név eredete
Felfedezője, Georges Urbain a Paris - Lutetia Parisiorum latin nevéből származtatta az elem nevét . Az itterbiumra, amelyből a lutéciumot elválasztották, a neoytterbium nevet javasolták . Von Welsbach, aki vitatta az elem felfedezésének elsőbbségét, az északi félteke csillagképének és a Bika csillagkép legfényesebb csillagának tiszteletére javasolta a lutéciumnak a cassiopium ( cassiopium ) , az itterbiumnak pedig az aldebaranium ( aldebaranium ) nevet. illetőleg. Mivel Urbain prioritást élvez a lutécium és az itterbium szétválasztásában, 1914-ben az Atomsúlyok Nemzetközi Bizottsága felvette a Lutecium nevet , amelyet 1949 -ben Lutetiumra változtattak (az orosz név nem változott). Az 1960-as évek elejéig azonban a kassziópia elnevezést használták német tudósok munkáiban .
Tulajdonságok
Fizikai tulajdonságok
A lutécium atom teljes elektronkonfigurációja: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 1
A lutécium egy ezüstfehér fém, amely könnyen megmunkálható. A lantanidok közül a legnehezebb elem mind atomtömegét, mind sűrűségét tekintve (9,8404 g/cm 3 ). A lutécium olvadáspontja (1663 °C) a legmagasabb az összes ritkaföldfém elem közül. A lantanid kompresszió hatása miatt az összes lantanidok közül a lutécium rendelkezik a legkisebb atom- és ionsugárral. Nem radioaktív . Egy karmester .
Kémiai tulajdonságok
Kémiai tulajdonságai szerint a lutécium egy tipikus lantanid: szobahőmérsékleten a levegőben sűrű oxidfilm borítja, és 400 ° C hőmérsékleten oxidálódik. Melegítéskor kölcsönhatásba lép halogénekkel , kénnel és más nemfémekkel .
A lutécium szervetlen savakkal reagál, sókat képezve. A vízben oldódó lutéciumsók ( kloridok , szulfátok , acetátok , nitrátok ) elpárologtatása során kristályos hidrátok képződnek .
Amikor a lutéciumsók vizes oldatai kölcsönhatásba lépnek hidrogén-fluoriddal , nagyon gyengén oldódó lutéciumsók LuF 3 csapadék képződik . Ugyanez a vegyület állítható elő lutécium-oxid Lu 2 O 3 gázhalmazállapotú hidrogén-fluoriddal vagy fluorral történő reagáltatásával .
A lutécium-hidroxid vízoldható sóinak hidrolízisével képződik .
Analitikai meghatározás
Más ritkaföldfémekhez hasonlóan fotometriai úton is meghatározható az Alizarin Red C reagenssel.
Getting
A lutécium előállításához más nehéz ritkaföldfém elemekkel együtt ásványokból izolálják. A lutécium elválasztása más lantanidoktól extrakciós módszerekkel , ioncserével vagy frakcionált kristályosítással történik, a fémes lutéciumot pedig LuF3- fluoridból kalcium -redukcióval nyerik .
Árak
A >99,9%-os tisztaságú fémlutécium ára 3,5-5,5 ezer dollár 1 kg-onként [4] . A ritkaföldfémek közül a lutécium a legdrágább a ritkaföldfémek keverékétől való elkülönítésének nehézsége és korlátozott felhasználása miatt.
Alkalmazás
Adathordozó
Lutéciummal adalékolt ferrogránéteket (például gadolínium-gallium-gránátot , GGG-t) használnak CMD ( cilinderes mágneses tartomány ) tárolóeszköz előállítására.
Lézeres anyagok
Lézersugárzás létrehozására használják lutéciumionokon. A holmiummal és tuliummal adalékolt lutécium- scandát , lutécium -gallát , lutécium- aluminát 2,69 mikron , a neodímium - ionok pedig 1,06 mikron hullámhosszú sugárzást generálnak , és kiváló anyagok nagy teljesítményű katonai lézerek gyártásához és az orvostudományhoz.
Mágneses anyagok
A lutécium- vas - alumínium és lutécium-vas- szilícium rendszerek nagyon erős állandó mágneseihez való ötvözetek nagyon nagy mágneses energiával, a tulajdonságok stabilitásával és magas Curie-ponttal rendelkeznek , de a lutécium nagyon magas ára csak a legkritikusabbra korlátozza alkalmazásukat. felhasználási területek (speciális kutatás, tér stb.).
Hőálló vezető kerámia
A lutécium-kromit talál némi hasznot .
Nukleáris fizika és energia
A lutécium-oxidot kis mértékben használják a nukleáris technológiában neutronelnyelőként , valamint aktivációs detektorként . A cériummal adalékolt egykristályos lutécium - szilikát (LSO) nagyon jó szcintillátor , és mint ilyen részecskék kimutatására használják a magfizikában , a részecskefizikában és a nukleáris gyógyászatban (különösen a pozitronemissziós tomográfiában ).
Magas hőmérsékletű szupravezetés
A lutécium-oxidot a szupravezető fém-oxid kerámiák tulajdonságainak szabályozására használják.
Kohászat
A krómhoz és ötvözeteihez lutécium hozzáadása jobb mechanikai jellemzőket és javítja a gyárthatóságot.
Az utóbbi években a lutécium iránti jelentős érdeklődés például annak köszönhető, hogy számos hőálló anyagot és nikkel-króm alapú ötvözetet lutéciummal ötvözve jelentősen megnő az élettartamuk.
Izotópok
A természetes lutécium két izotópból áll : stabil 175 Lu-ból ( izotóp-bőség 97,41%) és hosszú élettartamú béta-radioaktív 176 Lu-ból (izotóp-bőség 2,59%, felezési idő 3,78⋅10 10 év), amely stabil hafnium-176 - ra bomlik . A radioaktív 176 Lu-t a nukleáris geo- és kozmokronológia egyik módszerében ( lutécium-hafnium kormeghatározás ) használják. A lutéciumnak 32 mesterséges radioizotópja is létezik ( 150 Lu-tól 184 Lu-ig), ezek egy része metastabil állapotú (összesen 18).
Elterjedés a természetben
A földkéreg tartalom 0,00008 tömeg%. A tengervíz tartalma 0,0000012 mg/l. A fő ipari ásványok a xenotim , euxenit , basztnäsit .
Biológiai szerep
Nem játszik semmilyen biológiai szerepet. A lutécium oldható sói alacsony toxicitásúak.
Jegyzetek
- ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Az elemek atomi tömegei 2011 (IUPAC Technical Report ) // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Kt. 85 , sz. 5 . - P. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
- ↑ Kémiai enciklopédia: 5 kötetben / Szerkesztőbizottság: Knunyants I. L. (főszerkesztő). - Moszkva: Szovjet Enciklopédia, 1990. - T. 2. - S. 619. - 671 p. — 100.000 példány.
- ↑ Lutécium: kristályszerkezetek Archiválva : 2010. július 30. a Wayback Machine -nál . WebElements az elemek periódusos rendszere.
- ↑ Lutécium árak . Hozzáférés dátuma: 2009. január 23. Az eredetiből archiválva : 2008. június 18.
Linkek
 Szótárak és enciklopédiák | |
|---|---|
| Bibliográfiai katalógusokban |
| Lutéciumvegyületek _ | |
|---|---|
| Lutécium -bromid (LuBr 3 ) Lutécium-hidroxid (Lu(OH) 3 ) Lutécium-jodid (LuI 3 ) Lutécium-nitrát (Lu(NO 3 ) 3 ) Lutécium-oxid (Lu 2 O 3 ) Lutécium-perklorát (Lu(ClO 4 ) 3 ) Lutécium-szulfát (Lu 2 (SO 4 ) 3 ) Trimertlutécium (LuHg 3 ) Trilead-pentalutecium (Lu 5 Pb 3 ) Lutécium - fluorid (LuF3 ) Lutécium -klorid (LuCl 3 ) | |
| D. I. Mengyelejev kémiai elemeinek periodikus rendszere | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fémek elektrokémiai tevékenységsorai | |
|---|---|
|
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , | |