Apprentissage de la chimie

Qu’est-ce que le lutécium

Le lutécium (prononcé loo-TEE-shee-em) est un métal de terre rare argenté, dur et dense, classé parmi les lanthanides et représenté par le symbole chimique Lu . Il s’agit du dernier élément chimique appartenant à la série des lanthanides, dont l’isotope stable le plus abondant à l’état naturel est le 175Lu (97,4 % d’abondance). Un autre isotope radioactif à longue période 176Lu a une période de demi-vie de 3,78 X 1010 ans .

Lutetium Symbole

Où trouve-t-on le lutétium

Le lutétium, de la même manière que les autres lanthanides, est obtenu commercialement à partir du minéral monazite . Comme il est présent en petites quantités (environ 0,003 %) dans la monazite , son extraction peut être difficile et se fait par réduction du fluorure anhydre à l’aide de calcium métal . Bien que l’élément se trouve à l’état de traces dans presque tous les minéraux contenant de l’yttrium, ceux-ci peuvent être considérés comme des sources naturelles de lutécium. Les 3 principaux pays producteurs de lutécium sont la Chine, la Russie et la Malaisie, tandis que les 3 principaux pays détenteurs de réserves sont la Chine, les pays de la CEI et les États-Unis .

Lutetium

Histoire

Origine de son nom : Le nom de l’élément est dérivé du mot romain “Lutetia”, l’ancien nom de la ville française de Paris .

Qui l’a découvert : Bien que le chimiste français Georges Urbain, le chimiste américain Charles James et le scientifique autrichien Carl Auer von Welsbach aient découvert indépendamment l’élément, le mérite de la découverte revient à Urbain car il a été le premier à rapporter les résultats .

Quand et comment a-t-il été découvert

Le minéral gadolinite ou yttrium, découvert en 1794, a été la source de l’yttria, du terbia, de l’erbia et d’autres éléments de terres rares . Le chimiste suisse Jean Charles Marignac a séparé l’erbia en deux composants dont l’ytterbia et l’erbia, parmi lesquels l’ytterbia était considéré comme un composé de l’ytterbium .

En 1907, Georges Urbain lors d’une expérience à la Sorbonne à Paris a réussi à isoler l’ytterbium en deux éléments, qu’il a nommé lutécium et néoytterbium . Cependant, ces éléments ont ensuite été renommés respectivement lutécium et ytterbium par les chimistes. Carl Auer von Welsbach a séparé l’élément de l’ytterbium et l’a nommé cassipoium d’après la constellation circumpolaire Cassiopée . Charles James a également réussi à extraire l’élément à l’Université du New Hampshire .

Bien qu’il soit difficile à préparer, le lutécium métal pur a été produit en 1953 .

Identification du lutécium

Numéro atomique 71
Numéro CAS 7439-94-.3
Position dans le tableau périodique Groupe Période Bloc
Lanthanides 6 f

Localisation du lutécium dans le tableau périodique

Propriétés et caractéristiques du lutécium

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Propriétés générales

Masse atomique 174.967 amu
Masse atomique relative 174.967

Propriétés physiques

Couleur Blanc argenté
Point de fusion/point de congélation 1663 °C, 3025 °F
Point d’ébullition 3402 °C, 6156 °F
Densité 9.84 g cm-3
Etat de la matière à température ambiante (solide/liquide/gaz) Solide
Dureté
– Brinell 893 MPa
– Mohs 2.6
– Vickers 1160 MPa
Conductivité électrique 1.8X106 S/m
Conductivité thermique 16 W/(m K)
Chaleur spécifique 154 J kg-1 K-1
Module d’élasticité 47.6 GPa
Module de cisaillement 27,2 GPa
Module de Young 68.6 GPa
Pression de vapeur
– Température (K) 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
– Pression (Pa) 3.28X 10-11 1,59X 10-7 6,79X 10-5 6,28X 10-3 0,211 3,18 26.7

Propriétés chimiques

États d’oxydation 3
Isotopes Isotope Masse Abondance Durée de vie .vie Mode de désintégration
175Lu 174.941 97,40
176Lu 175,943 2,60 3.73 X 1010 ans β-

β+

EC

Données atomiques du lutécium (élément 71)

Valence électrons 3
Nombres quantiques 2D3/2
Configuration des électrons (configuration des gaz rares) 4f145d16s2.
Structure atomique
– Nombre d’électrons 71
– Nombre de neutrons 104
– Nombre de protons 71
Radius de l’atome
– Rayon atomique 2.24 Å
– Rayon covalent 1.74 Å
Electronégativité (échelle de Pauling) 1.0
Affinité électronique 32.81 kJ mol-1
Énergie d’ionisation (kJ mol-1) 1ère 2ème 3ème 4ème 5ème 6ème 7ème 8ème
523.516 1341.1 2022.275 4365.96 6445.2

Configuration des électrons du lutécium (modèle de Bohr)

À quoi sert-il

Il a peu d’utilisation pratique en dehors de la recherche scientifique . Quelques utilisations commerciales du lutécium sont données ci-dessous :

  • Il peut être utilisé comme catalyseur pour le craquage des produits pétroliers dans les raffineries de pétrole .
  • La radio-immunothérapie avec le lutétium-177-dotatate est utilisée comme une forme de traitement du cancer tandis que le lutétium-176 est utilisé pour la datation radiométrique des météorites .
  • L’oxyorthosilicate de lutécium est utilisé dans les détecteurs de TEP (tomographie par émission de positrons) pour effectuer un scanner médical afin de créer une image 3D de l’activité cellulaire dans le corps .

Effets possibles sur la santé

Le lutécium a une faible toxicité et aucune fonction biologique connue dans le corps humain ; bien qu’on pense qu’il puisse aider à stimuler le métabolisme. On pense également qu’il présente un risque d’explosion .

Faits intéressants

  • Le lutécium est l’élément le plus dur et le plus dense du groupe des lanthanides .
  • Il existe dans des composés généralement dans son état trivalent, Lu3+ .
  • L’élément est parfois représenté visuellement par une image basée sur les armoiries de Paris .

Coût du lutécium

La forme pure du lutécium coûte environ 350 dollars par gramme , mais il coûte environ 7000 dollars par 100 grammes en vrac .

  1. http://www.rsc.org/periodic-table/element/71/lutetium
  2. https://education.jlab.org/itselemental/ele071.html
  3. https://www.livescience.com/38425-lutetium.html
  4. https://www.webelements.com/lutetium/isotopes.html
  5. https://www.chemicool.com/elements/lutetium.html
  6. http://periodictable.com/Elements/071/data.html
  7. http://web.newworldencyclopedia.org/entry/Lutetium
  8. https://hobart.k12.in.us/ksms/PeriodicTable/lutetium.htm

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