Vad är lutetium
Lutetium (uttalat som loo-TEE-shee-em) är en silverfärgad, hård, tät metall från sällsynta jordartsmetaller som klassificeras som en lantanid och som representeras av den kemiska symbolen Lu . Det är det sista kemiska grundämnet som tillhör lantanidserien , med den mest naturligt förekommande, stabila isotopen 175Lu (97,4 % förekomst). En annan långlivad radioaktiv isotop 176Lu har en halveringstid period på 3,78 X 1010 år .
Lutetium Symbol
Hur hittas lutetium
Lutetium, på samma sätt som andra lanthanider, erhålls kommersiellt från mineralet monazit . Eftersom det förekommer i små mängder (ca 0,003 %) i monazit , kan utvinningen vara svår och sker genom reduktion av vattenfri fluorid med hjälp av kalciummetall . Även om grundämnet finns i spårmängder i nästan alla mineraler som innehåller yttrium kan de betraktas som naturliga källor till lutetium . De tre största lutetiumproducerande länderna är Kina, Ryssland och Malaysia medan de tre största reservhållande länderna är Kina, OSS-länderna och USA .
Lutetium
Historia
Namnets ursprung: Elementets namn kommer från det romerska ordet “Lutetia”, det gamla namnet på den franska staden Paris .
Vem upptäckte det:
Vem upptäckte det? Även om den franske kemisten Georges Urbain, den amerikanske kemisten Charles James och den österrikiske vetenskapsmannen Carl Auer von Welsbach upptäckte grundämnet oberoende av varandra, gick äran av upptäckten till Urbain eftersom han var den tidigaste att rapportera resultaten .
När och hur upptäcktes det
Mineralet gadolinit eller yttrium, som upptäcktes 1794, har varit källan till yttrium, terbia, erbia och andra sällsynta jordartsmetaller . Den schweiziske kemisten Jean Charles Marignac separerade erbia i två komponenter, bland annat ytterbia och erbia, av vilka ytterbia troddes vara en förening av ytterbium .
År 1907 lyckades Georges Urbain, medan han experimenterade vid Sorbonne i Paris, isolera ytterbium i två grundämnen, som han kallade lutecium och neoytterbium . Dessa grundämnen döptes dock senare om till lutetium respektive ytterbium av kemister . Carl Auer von Welsbach separerade grundämnet från ytterbia och gav det namnet cassipoium efter den cirkumpolära stjärnbilden Cassiopeia . Charles James lyckades också extrahera grundämnet vid University of New Hampshire.
Den rena lutetiummetallen producerades 1953, även om den är svår att framställa.
Lutetium Identifiering |
|||
Atomnummer | 71 | ||
CAS-nummer | 7439-94-3 | ||
Position i det periodiska systemet | Grupp | Period | Block |
Lanthanider | 6 | f |
Placering Lutetiums placering i det periodiska systemet
Lutetiums egenskaper och kännetecken
Allmänna egenskaper |
||||||||||||||||
Atomvikt | 174.967 amu | |||||||||||||||
Relativ atommassa | 174.967 | |||||||||||||||
Fysikaliska egenskaper |
||||||||||||||||
Färg | Silvrigt vit | |||||||||||||||
Smältpunkt/fryspunkt | 1663 °C, 3025 °F | |||||||||||||||
Kokpunkt | 3402 °C, 6156 °F | |||||||||||||||
Densitet | 9.84 g cm-3 | |||||||||||||||
Materialtillstånd vid rumstemperatur (fast/flytande/gas) | Fasta | |||||||||||||||
Hårdhet | ||||||||||||||||
– Brinell | 893 MPa | |||||||||||||||
– Mohs | 2.6 | |||||||||||||||
– Vickers | 1160 MPa | |||||||||||||||
Elektrisk ledningsförmåga | 1.8X106 S/m | |||||||||||||||
Termal (värme)konduktivitet | 16 W/(m K) | |||||||||||||||
Specifik värme | 154 J kg-1 K-1 | |||||||||||||||
Bullemodul | 47.6 GPa | |||||||||||||||
Skjuvmodul | 27,2 GPa | |||||||||||||||
Ungs modul | 68.6 GPa | |||||||||||||||
Damptryck | ||||||||||||||||
– Temperatur (K) | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 | 2400 | |||||
– Tryck (Pa) | – | – | – | 3.28X 10-11 | 1,59X 10-7 | 6,79X 10-5 | 6,28X 10-3 | 0,211 | 3,18 | 26.7 | – | |||||
Kemiska egenskaper |
||||||||||||||||
Oxidationstillstånd | 3 | |||||||||||||||
Isotoper | Isotop | Massa | Förekomst | Half-livslängd | Sönderfallssätt | |||||||||||
175Lu | 174.941 | 97.40 | – | – | ||||||||||||
176Lu | 175.943 | 2.60 | 3.73 X 1010 år | β-
β+ EC |
Atomdata för lutetium (grundämne 71)
Valens. Elektroner | 3 | |||||||
Kvantantal | 2D3/2 | |||||||
Elektronkonfiguration (ädelgaskonfiguration) | 4f145d16s2 | |||||||
Atomstruktur | ||||||||
– Antal elektroner | 71 | |||||||
– Antal neutroner | 104 | |||||||
– Antal protoner | 71 | |||||||
Atomens radie | ||||||||
– Atomens radie | 2.24 Å | |||||||
– Kovalent radie | 1,74 Å | |||||||
Elektronegativitet (Pauling-skala) | 1,0 | |||||||
Elektronaffinitet | 32.81 kJ mol-1 | |||||||
Ioniseringsenergi (kJ mol-)1) | 1st | 2nd | 3rd | 4th | 5th | 6th | 7th | 8th |
523.516 | 1341.1 | 2022.275 | 4365.96 | 6445.2 | – | – | – |
Lutetiums elektronkonfiguration (Bohrmodellen)
Vad används den till
Den har liten praktisk användning utanför vetenskaplig forskning . Några kommersiella användningsområden för lutetium anges nedan:
- Det kan användas som katalysator för krackning av petroleumprodukter i oljeraffinaderier .
- Radioimmunoterapi med lutetium-177-dotatat används som en form av cancerbehandling, medan lutetium-176 används för radiometrisk datering av meteoriter .
- Lutetiumoxyorthosilikat används i PET-detektorer (positronemissionstomografi) för att utföra en medicinsk skanning för att skapa en 3D-bild av den cellulära aktiviteten i kroppen .
Möjliga hälsoeffekter
Lutetium har låg toxicitet och inga kända biologiska funktioner i människokroppen ; även om det tros kunna bidra till att öka metabolismen. Det tros också utgöra en explosionsrisk .
Interessanta fakta
- Lutetium är det hårdaste och tyngsta grundämnet i lantanidgruppen .
- Det förekommer i föreningar i allmänhet i sitt trevärda tillstånd, Lu3+ .
- Grundämnet avbildas ibland visuellt av en bild som bygger på Paris vapensköld .
Kostnad för lutetium
Den rena formen av lutetium kostar cirka 350 dollar per gram , men det kostar cirka 7 000 dollar per 100 gram i bulk .
- 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