catalyseurs
Le lutécium est utilisé pour accélérer des réactions chimiques sans être consommé dans le bilan global de la réaction.
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Élément chimique · fiche de référence
71Lu
Lutécium
Le lutécium est l’élément 71 (Lu), situé en période 6, groupe 3 et dans le bloc d. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Xe] 4f14 5d1 6s2.
Numéro atomique71
Poids atomique standard174,96669(5)
Groupe3
Période6
Blocd
Configuration électronique[Xe] 4f14 5d1 6s2
Structure électronique
Ce qui gouverne sa chimie
La sous-couche d intervient directement dans la chimie du lutécium. Les électrons d et s ont souvent des énergies proches, ce qui favorise plusieurs états d’oxydation, la formation de complexes et, pour de nombreux métaux de transition, des propriétés catalytiques.
La configuration [Xe] 4f14 5d1 6s2 doit être lue avec l’état d’oxydation du composé : retirer des électrons modifie l’occupation des orbitales d et peut changer couleur, magnétisme, géométrie de liaison et réactivité.
Formes chimiques
Composés, ions et matériaux
Pour le lutécium, les formes chimiques importantes comprennent le métal et ses alliages, ainsi que des oxydes, des halogénures et des complexes de coordination. Plusieurs états d’oxydation sont souvent possibles car les électrons s et d ont des énergies proches ; les ligands autour de l’ion métallique peuvent modifier fortement couleur, magnétisme et réactivité.
Comportement physique
État et changements de phase
À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 9,841 g/cm³. Le point de fusion est 1 950 K (1 677 °C). Le point d’ébullition est 3 675 K (3 402 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.
Présence et applications
Présence, formes et usages
Le lutécium est un lanthanide rare utilisé surtout dans des applications spécialisées. Certains de ses composés servent de catalyseurs ou de matériaux scintillateurs, et l’isotope lutécium-177 est important en médecine nucléaire pour certaines radiothérapies ciblées.
Dans la pratique
Exemples d’utilisations concrètes
imagerie médicale
Le lutécium est utilisé dans des agents d’imagerie, des détecteurs ou des composants spécialisés des systèmes d’imagerie médicale.
recherche scientifique
Le lutécium est produit, isolé ou mesuré surtout pour étudier la structure atomique, les noyaux et les tendances périodiques plutôt que pour un usage commercial massif.
Position périodique
Ce que montrent les éléments voisins
Le lutécium est en période 6. Dans la série du bloc f affichée ici, il se place entre l’ytterbium et l’hafnium. Cette séquence permet de le comparer directement aux éléments voisins du bloc f.
Données de référence
Propriétés physiques et atomiques
Classificationlanthanide
État à température ambiantesolide
Électrons par couche2 · 8 · 18 · 32 · 9 · 2
Masse volumique9,841 g/cm³
Point de fusion1 950 K (1 677 °C)
Point d’ébullition3 675 K (3 402 °C)
Électronégativité de Pauling1,27
Première énergie d’ionisation523,5 kJ/mol
Affinité électronique33,4 kJ/mol
Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.
Histoire
Découverte et identification
La découverte du lutécium est associée à Georges Urbain. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.
Isotopes et poids atomique
Ce que signifie la valeur du tableau
Le poids atomique standard est 174.96669(5). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.
Le lutécium possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.
Précautions
Manipulation et exposition
Les risques associés au lutécium dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. Le lutécium élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.