Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Lutetium

Alkuaine · viitesivu

71Lu

Lutetium

Lutetium on järjestysluvun 71 alkuaine (Lu). Se sijaitsee jaksossa 6, ryhmässä 3 ja d-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Xe] 4f14 5d1 6s2.

Järjestysluku71

Standardiatomipaino174.96669(5)

Ryhmä3

Jakso6

Lohkod

Elektronikonfiguraatio[Xe] 4f14 5d1 6s2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Lantanoidien 4f-alakuori täyttyy jakson edetessä. Hapetusluku +3 on tavallinen, mutta f-elektronit tuottavat huomattavia eroja magneettisiin ja optisiin ominaisuuksiin.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Xe] 4f14 5d1 6s2. 4f-elektronit ovat osittain ulompien elektronien suojaamia, minkä vuoksi vierekkäisten lantanoidien kemia voi olla hyvin samankaltaista.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Lantanoidit esiintyvät usein +3-ioneina oksideissa, halogenideissa ja koordinaatioyhdisteissä. Niiden kemia on keskenään hyvin samankaltaista, vaikka f-elektronit tuottavat eroja magneettisiin ja optisiin ominaisuuksiin.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 9.841 g/cm³. Sulamispiste on 1 950 K (1 677 °C). Kiehumispiste on 3 675 K (3 402 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä lutetium liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: katalyytit, lääketieteellinen kuvantaminen ja tieteellinen tutkimus.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Katalyytit

Lutetium-alkuaineeseen perustuvia materiaaleja käytetään katalyytteinä, kun niiden pinta tai hapetusaste nopeuttaa reaktiota kulumatta kokonaisreaktiossa.

Lääketieteellinen kuvantaminen

Yksi käytännön yhteys on lääketieteellinen kuvantaminen. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Tieteellinen tutkimus

Lutetium-alkuainetta tutkitaan atomirakenteen, ydinominaisuuksien ja jaksollisten trendien testaamiseksi. Käyttö on tutkimuspainotteista eikä perustu suuriin materiaalimääriin.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Lutetium sijaitsee jaksossa 6 ja ryhmässä 3. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Tulium, Ytterbium, Hafnium, Tantaali.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokituslantanoidi

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 18 · 32 · 9 · 2

Tiheys9.841 g/cm³

Sulamispiste1 950 K (1 677 °C)

Kiehumispiste3 675 K (3 402 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus1.27

Ensimmäinen ionisaatioenergia523.5 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti33.4 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään Georges Urbain. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 71 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 174.96669(5). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Turvallisuus riippuu kemiallisesta muodosta, annoksesta ja altistusreitistä. Puhdas alkuaine, ionit ja yhdisteet voivat vaikuttaa elimistöön ja ympäristöön hyvin eri tavoin, joten käytettävän aineen omat turvallisuustiedot on tarkistettava.