Det periodiske system›Grundstoffer›Lutetium

Grundstof · referenceark

71Lu

Lutetium

Lutetium (Lu) er grundstof 71, et lanthanid i gruppe 3, periode 6 og d-blokken. Elektronkonfigurationen [Xe] 4f14 5d1 6s2 hjælper med at forklare binding og reaktivitet; referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof.

Atomnummer71

Standardatomvægt174.96669(5)

Gruppe3

Periode6

Blokd

Elektronkonfiguration[Xe] 4f14 5d1 6s2

Elektronstruktur

Hvad styrer kemien?

Lanthaniderne fylder gradvist 4f-underskallen. 4f-elektronerne er delvist afskærmet af ydre skaller, så mange lanthanider ligner hinanden kemisk, og oxidationstrinnet +3 er ofte vigtigt.

For lutetium skal konfigurationen [Xe] 4f14 5d1 6s2 ses sammen med 4f-besættelsen. Små forskelle i denne besættelse kan have stor betydning for magnetiske og optiske egenskaber.

Kemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Lanthanider danner især ioner og forbindelser i oxidationstrinnet +3, blandt andet oxider, halogenider og koordinationsforbindelser. Små forskelle i 4f-besættelsen giver tydelige forskelle i farve, luminescens og magnetisme.

Fysisk adfærd

Tilstand og faseændringer

Referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof. Den angivne massefylde er 9.841 g/cm³. Smeltepunktet er angivet til 1 950 K (1 677 °C). Kogepunktet er angivet til 3 675 K (3 402 °C). Tryk, renhed, allotropi og krystalstruktur kan forskyde målte fysiske værdier.

Forekomst og anvendelser

Hvor lutetium findes og bruges

I praksis møder man lutetium blandt andet i sammenhænge som katalysatorer, medicinsk billeddannelsesudstyr og videnskabelig forskning.

I praksis

Konkrete anvendelser

Katalysatorer

Lutetium spiller en rolle i katalysatorer. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Medicinsk billeddannelsesudstyr

Lutetium spiller en rolle i medicinsk billeddannelsesudstyr. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Videnskabelig forskning

Lutetium spiller en rolle i videnskabelig forskning. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Placering i det periodiske system

Hvad naboelementerne fortæller

Lutetium ligger i periode 6 og i f-blokserien. I det viste nabolag findes blandt andet Thulium, Ytterbium, Hafnium, Tantal. Sammenligning gennem serien viser gradvise ændringer i atomradius, elektronstruktur og kemisk adfærd.

Referencedata

Fysiske og atomare egenskaber

Klassifikationlanthanid

Tilstand ved stuetemperaturfast stof

Elektronskaller2 · 8 · 18 · 32 · 9 · 2

Massefylde9.841 g/cm³

Smeltepunkt1 950 K (1 677 °C)

Kogepunkt3 675 K (3 402 °C)

Pauling-elektronegativitet1.27

Første ioniseringsenergi523.5 kJ/mol

Elektronaffinitet33.4 kJ/mol

Værdierne beskriver grundstoffet eller det neutrale atom, hvor det er relevant. Fysiske data kan afhænge af allotropi, tryk, renhed og målebetingelser.

Historie

Opdagelse og identifikation

Opdagelsen af lutetium forbindes i denne historiske registrering med Georges Urbain. Anerkendelse som grundstof, isolering af en ren prøve og den senere definition via atomnummer skete ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensætningen ændrer tallene

Standardatomvægten er 174.96669(5). Værdien beskriver den naturlige isotopsammensætning i terrestrisk materiale og er ikke massen af ét bestemt atom.

Lutetium har mindst én stabil isotop. Isotoper har samme antal protoner og er derfor samme grundstof, men de har forskelligt antal neutroner og forskellig atommasse.

Sikkerhed

Håndtering og eksponering

Risikoen ved lutetium afhænger af kemisk form, dosis og eksponeringsvej. Grundstoffet, dets ioner og dets forbindelser kan have meget forskellige biologiske og miljømæssige virkninger; sikkerhedsdata skal derfor vurderes for det konkrete stof.