Mikä on lutetium
Lutetium (lausutaan loo-TEE-shee-em) on hopeanhohtoinen, kova, tiheä harvinaisten maametallien metalli, joka on luokiteltu lantanidien joukkoon ja jota edustaa kemiallinen symboli Lu . Se on viimeinen lantanidien sarjaan kuuluva kemiallinen alkuaine , jonka luonnossa runsain stabiili isotooppi on 175Lu (97,4 % runsaudesta). Toisen pitkäikäisen radioaktiivisen isotoopin 176Lu puoliintumisaika on 3,78 X 1010 vuotta .
Lutetium Symboli
Missä lutetiumia löytyy
Lutetiumia saadaan muiden lantanidien tapaan kaupallisesti mineraali monasiitista . Koska sitä esiintyy pieniä määriä (noin 0,003 %) monasiitissa , sen uuttaminen voi olla vaikeaa ja se tehdään pelkistämällä vedetöntä fluoridia kalsiummetallia käyttäen. Vaikka alkuainetta esiintyy pieniä määriä lähes kaikissa yttriumia sisältävissä mineraaleissa, niitä voidaan pitää lutetiumin luonnollisina lähteinä. Kolme suurinta lutetiumia tuottavaa maata ovat Kiina, Venäjä ja Malesia, kun taas kolme suurinta varantovaltion maata ovat Kiina, IVY-maat ja Yhdysvallat .
Lutetium
Historia
Nimen alkuperä:
Kuka sen löysi: Vaikka ranskalainen kemisti Georges Urbain, yhdysvaltalainen kemisti Charles James ja itävaltalainen tiedemies Carl Auer von Welsbach löysivät alkuaineen toisistaan riippumatta, löytämisen kunnia meni Urbainille, koska hän raportoi tuloksista varhaisimpana .
Kuinka ja miten se löydettiin
Mineraali gadoliniitti eli yttrium, joka löydettiin vuonna 1794, on ollut yttriumin, terbiumin, erbiumin ja muiden harvinaisten maametallien lähde . Sveitsiläinen kemisti Jean Charles Marignac erotti erbian kahdeksi komponentiksi, mukaan lukien ytterbium ja erbia, joista ytterbiumin uskottiin olevan ytterbiumin yhdiste .
Vuonna 1907 Georges Urbain kokeillessaan Pariisin Sorbonnessa onnistui eristämään ytterbiumin kahdeksi alkuaineeksi, jotka hän nimesi luteciumiksi ja neoytterbiumiksi . Kemistit nimesivät nämä alkuaineet kuitenkin myöhemmin uudelleen lutetiumiksi ja ytterbiumiksi . Carl Auer von Welsbach erotti alkuaineen ytterbiumista ja nimesi sen cassipoiumiksi sirkumpolaarisen tähdistön Cassiopeian mukaan . Myös Charles James erotti alkuaineen onnistuneesti New Hampshiren yliopistossa .
Vaikka sitä on vaikea valmistaa , puhdasta lutetiummetallia valmistettiin vuonna 1953 .
Lutetium Tunnistaminen |
|||
| Atominumero | 71 | ||
| CAS-numero | 7439-94-3 | ||
| Sijoitus jaksollisessa järjestelmässä | Ryhmä | Jakso | Lohko |
| Lantanidit | 6 | f | |
Sijainti Lutetiumin sijainti jaksollisessa järjestelmässä
Lutetiumin ominaisuudet ja ominaisuudet
Yleisominaisuudet |
||||||||||||||||||
| Atomimassa | 174.967 amu | |||||||||||||||||
| Relatiivinen atomimassa | 174.967 | |||||||||||||||||
Fysikaaliset ominaisuudet |
||||||||||||||||||
| Väri | Hopeanvalkoinen | |||||||||||||||||
| Sulamispiste/jäätymispiste | 1663 °C, 3025 °F | |||||||||||||||||
| Kiehumispiste | 3402 °C, 6156 °F | |||||||||||||||||
| Tiheys | 9.84 g cm-3 | |||||||||||||||||
| Aineen olomuoto huoneenlämmössä (kiinteä/neste/kaasu) | Kiinteä | |||||||||||||||||
| Kovuus | ||||||||||||||||||
| – Brinell | 893 MPa | |||||||||||||||||
| – Mohs | 2.6 | |||||||||||||||||
| – Vickers | 1160 MPa | |||||||||||||||||
| Sähkönjohtavuus | 1.8X106 S/m | |||||||||||||||||
| Lämmönjohtavuus | 16 W/(m K) | |||||||||||||||||
| Ominaislämpö | 154 J kg-1 K-1 | |||||||||||||||||
| Kerroslämpömoduuli | 47.6 GPa | |||||||||||||||||
| Lujuusmoduuli | 27.2 GPa | |||||||||||||||||
| Youngin moduuli | 68.6 GPa | |||||||||||||||||
| Höyrynpaine | ||||||||||||||||||
| – Lämpötila (K) | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1.59X 10-7 | 6.79X 10-5 | 6.28X 10-3 | 0.211 | 3.18 | 26.7 | – | ||||||
Kemialliset ominaisuudet |
||||||||||||||||||
| Oksidointitilat | 3 | |||||||||||||||||
| Isotoopit | Isotooppi | Massa | Liukoisuus | Half-life | Mode of decay | |||||||||||||
| 175Lu | 174.941 | 97.40 | – | – | ||||||||||||||
| 176Lu | 175.943 | 2.60 | 3.73 X 1010 vuotta | β-
β+ EC |
||||||||||||||
Lutetiumin (alkuaine 71)
| Valenssi. elektronit | 3 | ||||||||
| Kvanttiluvut | 2D3/2 | ||||||||
| Elektronikonfiguraatio (jalokaasukonfiguraatio) | 4f145d16s2 | ||||||||
| Atomin rakenne | |||||||||
| – Elektronien lukumäärä | 71 | ||||||||
| – Neutronien lukumäärä | 104 | ||||||||
| – Protonien lukumäärä | 71 | ||||||||
| Atomin säde | |||||||||
| – Atomin säde | 2.24 Å | ||||||||
| – Kovalenttinen säde | 1.74 Å | ||||||||
| Elektronegatiivisuus (Pauling-asteikko) | 1.0 | ||||||||
| Elektronien affiniteetti | 32.81 kJ mol-1 | ||||||||
| Ionisaatioenergia (kJ mol-1) | 1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. | |
| 523.516 | 1341.1 | 2022.275 | 4365.96 | 6445.2 | – | – | – | – | |
Lutetiumin elektronikonfiguraatio (Bohrin malli)
Mihinkä sitä käytetään
>
Ei sillä ole juurikaan käytännöllistä käyttötarkoitusta muualla kuin tieteellisessä tutkimuksessa . Alla on lueteltu muutamia lutetiumin kaupallisia käyttötarkoituksia:
- Sitä voidaan käyttää katalysaattorina öljytuotteiden krakkauksessa öljynjalostamoissa .
- Radioimmunoterapiaa lutetium-177-dotataatilla käytetään eräänä syövän hoitomuotona, kun taas lutetium-176:ta käytetään meteoriittien radiometriseen ajoitukseen .
- Lutetiumoksiortosilikaattia käytetään PET (positroniemissiotomografia) -ilmaisimissa lääketieteellisen skannauksen suorittamiseen, jolla luodaan 3D-kuva elimistön solutoiminnasta .
Mahdolliset terveysvaikutukset
Lutetiumilla on vähäinen myrkyllisyys eikä sillä ole tunnettuja biologisia toimintoja ihmiskehossa ; tosin sen uskotaan voivan auttaa tehostamaan aineenvaihduntaa. Sen uskotaan myös olevan räjähdysvaarallinen .
Huomiota herättäviä faktoja
- Lutetium on lantanidiryhmän kovin ja tihein alkuaine .
- Se esiintyy yhdisteissä yleensä kolmiarvoisessa olomuodossaan Lu3+ .
- Alkuaine esitetään joskus visuaalisesti Pariisin vaakunaan perustuvalla kuvalla .
Lutetiumin hinta
Lutetiumin puhdas muoto maksaa noin 350 dollaria grammalta , mutta irtotavarana se maksaa noin 7000 dollaria 100 grammalta .
- http://www.rsc.org/periodic-table/element/71/lutetium
- https://education.jlab.org/itselemental/ele071.html
- https://www.livescience.com/38425-lutetium.html
- https://www.webelements.com/lutetium/isotopes.html
- https://www.chemicool.com/elements/lutetium.html
- http://periodictable.com/Elements/071/data.html
- http://web.newworldencyclopedia.org/entry/Lutetium
- https://hobart.k12.in.us/ksms/PeriodicTable/lutetium.htm