Kémiai elem · adatlap

71Lu

Lutécium

A lutécium 71 rendszámú kémiai elem (Lu), a 6. periódus 3. csoportjában, a d-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: szilárd. Elektronkonfigurációja: [Xe] 4f14 5d1 6s2.

Rendszám71

Standard atomtömeg174.96669(5)

Csoport3

Periódus6

Meződ

Elektronkonfiguráció[Xe] 4f14 5d1 6s2

Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A d-alhéj részt vesz a lutécium kémiájában. Az átmenetifémek hasonló energiájú elektronokat használhatnak a kötésképzésben, ezért a d-mezőben gyakoriak a változó oxidációs állapotok, a koordinációs vegyületek és a katalitikus viselkedés.

A [Xe] 4f14 5d1 6s2 elektronkonfigurációt a vegyület oxidációs állapotával együtt kell értelmezni: elektronok eltávolítása megváltoztatja a d-pályák betöltöttségét, és ezzel a színt, mágnesességet, kötésviszonyokat és reakciókészséget is.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

A lutécium fontos kémiai formái közé tartozik a fém és ötvözetei, az oxidok, halogenidek és koordinációs vegyületek. A változó oxidációs állapotok gyakoriak, mert az s- és d-elektronok energiája hasonló, a fémion körüli ligandumok pedig erősen módosíthatják a színt, mágnesességet és reakciókészséget.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten szilárd. A megadott sűrűség 9.841 g/cm³. Az olvadáspont 1 950 K (1 677 °C). A forráspont 3 675 K (3 402 °C). A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

A lutécium előfordulása és felhasználása

A gyakorlatban a lutécium többek között a következő területeken jelenik meg: Katalizátorok, Orvosi képalkotó berendezések és Tudományos kutatás.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

Katalizátorok

A lutécium katalizátorként gyorsíthat kémiai reakciókat anélkül, hogy a teljes reakció során elfogyna.

Orvosi képalkotó berendezések

A lutécium képalkotó kontrasztanyagokban, detektoranyagokban, nagy térerejű mágnesekben vagy képalkotó rendszerek speciális alkatrészeiben használható.

Tudományos kutatás

A lutécium előállítása, izolálása vagy mérése elsősorban atomi, magfizikai és periódusos törvényszerűségek vizsgálatát szolgálja, nem tömeges kereskedelmi felhasználást.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

A lutécium a 6. periódusban található. Az itt látható f-mezőbeli sorozatban itterbium és hafnium között helyezkedik el. Ez a sorozat közvetlen összehasonlítást tesz lehetővé a szomszédos f-mezőbeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besoroláslantanoida

Halmazállapot szobahőmérsékletenszilárd

Elektronhéjak2 · 8 · 18 · 32 · 9 · 2

Sűrűség9.841 g/cm³

Olvadáspont1 950 K (1 677 °C)

Forráspont3 675 K (3 402 °C)

Pauling-féle elektronegativitás1.27

Első ionizációs energia523.5 kJ/mol

Elektronaffinitás33.4 kJ/mol

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

A lutécium felfedezését Georges Urbain nevéhez kötik. Az elem felismerése, tiszta mintájának izolálása és modern rendszámának meghatározása nem feltétlenül ugyanabban az időpontban történt.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg 174.96669(5). Ez az érték a természetes földi anyag izotópösszetételére vonatkozik, nem egyetlen konkrét atom tömegére.

A lutécium legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

A lutécium veszélyei a kémiai formától, a dózistól és az expozíció útjától függenek. Az elemi lutécium, ionjai és vegyületei nagyon eltérő biológiai és környezeti hatásúak lehetnek, ezért mindig a ténylegesen kezelt anyagra vonatkozó biztonsági adatokat kell ellenőrizni.