Ce este lutețiul
Lutețiul (pronunțat ca loo-TEE-shee-em) este un metal de pământuri rare argintiu, dur, dens, clasificat ca lantanid și reprezentat prin simbolul chimic Lu . Este ultimul element chimic aparținând seriei lantanidelor , iar cel mai abundent și stabil izotop în stare naturală este 175Lu (97,4% abundență). Un alt izotop radioactiv cu viață lungă, 176Lu, are o perioadă de înjumătățire de 3,78 X 1010 ani .
Lutețiu Simbol
Unde se găsește lutețiul
Lutețiul, la fel ca și celelalte lantanide, se obține în comerț din mineralul monazit . Deoarece se găsește în cantități mici (aproximativ 0,003%) în monazit , extracția sa poate fi dificilă și se face prin reducerea fluorurii anhidre cu ajutorul calciului metalic . Deși elementul se găsește în cantități infime în aproape toate mineralele care conțin ytriu, acestea pot fi considerate ca fiind surse naturale de lutețiu . Primele 3 țări producătoare de lutețiu sunt China, Rusia și Malaezia, în timp ce primele 3 națiuni deținătoare de rezerve includ China, țările CSI și SUA .
Lutețiu
Historie
Originea numelui său: Numele elementului este derivat din cuvântul roman “Lutetia”, numele antic al orașului francez Paris .
Cine l-a descoperit: Deși chimistul francez Georges Urbain, chimistul american Charles James și omul de știință austriac Carl Auer von Welsbach au descoperit elementul în mod independent, meritul descoperirii i-a revenit lui Urbain, deoarece el a fost cel care a raportat cel mai devreme rezultatele .
Când și cum a fost descoperit
Mineralul gadolinit sau ytriu, descoperit în 1794, a fost sursa de ytriu, terbia, erbia și alte elemente de pământuri rare . Chimistul elvețian Jean Charles Marignac a separat erbia în două componente, inclusiv ytterbia și erbia, din care se credea că ytterbia este un compus al yterbiului .
În 1907, Georges Urbain, în timp ce făcea experimente la Sorbona din Paris, a izolat cu succes yterbiul în două elemente, pe care le-a numit lutecium și neoytterbium . Cu toate acestea, aceste elemente au fost redenumite ulterior de către chimiști lutețiu și, respectiv, itterbiu . Carl Auer von Welsbach a separat elementul de itterbiu și l-a numit cassipoium după constelația circumpolară Cassiopeia . Charles James a reușit de asemenea să extragă cu succes elementul la Universitatea din New Hampshire .
Deși este dificil de preparat, lutețiu metalic pur a fost produs în 1953 .
Identificarea lutețiului |
|||
| Numărul atomic | 71 | ||
| Numărul CAS | 7439-94-3 | ||
| Poziția în tabelul periodic | Grupa | Perioada | Bloc |
| Lantanide | 6 | f | |
Localizarea a lutețiului în tabelul periodic
Proprietăți și caracteristici ale lutețiului
Proprietăți generale |
||||||||||||||||||||||
| Masa atomică | 174.967 amu | |||||||||||||||||||||
| Masa atomică relativă | 174.967 | |||||||||||||||||||||
Proprietăți fizice |
||||||||||||||||||||||
| Culoare | Blanco-argintie | |||||||||||||||||||||
| Punct de topire/punct de congelare | 1663 °C, 3025 °F | |||||||||||||||||||||
| Punctul de fierbere | 3402 °C, 6156 °F | |||||||||||||||||||||
| Densitate | 9.84 g cm-3 | |||||||||||||||||||||
| Stare a materiei la temperatura camerei (solid/lichid/gaz) | Solid | |||||||||||||||||||||
| Duritate | ||||||||||||||||||||||
| – Brinell | 893 MPa | |||||||||||||||||||||
| – Mohs | 2.6 | |||||||||||||||||||||
| – Vickers | 1160 MPa | |||||||||||||||||||||
| Conductivitatea electrică | 1.8X106 S/m | |||||||||||||||||||||
| Conductivitate termică (căldură) | 16 W/(m K) | |||||||||||||||||||||
| Căldura specifică | 154 J kg-1 K-1 | |||||||||||||||||||||
| Modulul de încărcare | 47.6 GPa | |||||||||||||||||||||
| Modulul de forfecare | 27,2 GPa | |||||||||||||||||||||
| Modulul lui Young | 68.6 GPa | |||||||||||||||||||||
| Presiunea de vapori | ||||||||||||||||||||||
| – Temperatura (K) | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 | 2400 | |||||||||||
| – Presiune (Pa) | – | – | – | 3.28X 10-11 | 1,59X 10-7 | 6,79X 10-5 | 6,28X 10-3 | 0,211 | 3,18 | 26.7 | – | |||||||||||
Proprietăți chimice |
||||||||||||||||||||||
| State de oxidare | 3 | |||||||||||||||||||||
| Izotopi | Izotopul | Masa | Abundanța | Masa | Abundanța | Half-viață | Mode de dezintegrare | |||||||||||||||
| 175Lu | 174.941 | 97,40 | – | – | ||||||||||||||||||
| 176Lu | 175,943 | 2,60 | 3.73 X 1010 ani | β-
β+ EC |
||||||||||||||||||
Date atomice ale lutețiului (Elementul 71)
| Valența electroni | 3 | ||||||||
| Numele cuantelor | 2D3/2 | ||||||||
| Configurația electronilor (configurația gazelor nobile) | 4f145d16s2 | ||||||||
| Structura atomică | |||||||||
| – Numărul de electroni | 71 | ||||||||
| – Numărul de neutroni | 104 | ||||||||
| – Numărul de protoni | 71 | ||||||||
| >Radia atomului | |||||||||
| – Raza atomică | 2.24 Å | ||||||||
| – Raza covalentă | 1,74 Å | ||||||||
| Electronegativitatea (scara Pauling) | 1,0 | ||||||||
| Afinitatea electronică | 32.81 kJ mol-1 | ||||||||
| Energia de ionizare (kJ mol-1) | 1-a | 2-a | 3-a | 4-a | 5-a | 6-a | 7-a | 8-a | |
| 523.516 | 1341.1 | 2022.275 | 4365.96 | 6445.2 | – | – | – | – | |
Configurația electronilor de lutețiu (Modelul Bohr)
La ce se folosește
Are puține utilizări practice în afara cercetării științifice . Câteva utilizări comerciale ale lutețiului sunt prezentate mai jos:
- Se poate folosi ca un catalizator pentru cracarea produselor petroliere în rafinăriile de petrol .
- Radioimunoterapia cu lutețiu-177-dotatat este folosită ca o formă de tratament al cancerului în timp ce lutețiul-176 este folosit pentru datarea radiometrică a meteoriților .
- Oxiortosilicatul de lutețiu este utilizat în detectoarele PET (tomografie cu emisie de pozitroni) pentru efectuarea unei scanări medicale pentru a crea o imagine 3D a activității celulare din organism .
Efecte posibile asupra sănătății
Lutețiul are o toxicitate scăzută și nu are funcții biologice cunoscute în corpul uman ; deși se crede că ar putea ajuta la stimularea metabolismului. Se crede, de asemenea, că reprezintă un pericol de explozie .
Fapte interesante
- Lutețiul este cel mai dur și cel mai dens element din grupul lantanidelor .
- Există în compuși, în general, în starea sa trivalentă, Lu3+ .
- Elementul este uneori reprezentat vizual printr-o imagine bazată pe stema Parisului .
Costul lutețiului
Forma pură a lutețiului costă aproximativ 350 de dolari pe gram , dar costă în jur de 7.000 de dolari pe 100 de grame în vrac .
- 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