Unsur kimia · halaman rujukan

71Lu

Lutetium

Lutetium ialah unsur kimia dengan nombor atom 71 dan simbol Lu. Unsur ini terletak pada kala 6, kumpulan 3, blok d. Pada suhu bilik keadaan rujukannya pepejal, dan konfigurasi elektronnya [Xe] 4f14 5d1 6s2.

Nombor atom71

Berat atom piawai174.96669(5)

Kumpulan3

Kala6

Blokd

Konfigurasi elektron[Xe] 4f14 5d1 6s2

Struktur elektron

Apa yang mengawal kimianya

Lantanida dicirikan oleh pengisian subpetala 4f. Keadaan pengoksidaan +3 mendominasi sebahagian besar kimianya, manakala elektron f yang tidak berpasangan menghasilkan sifat magnet dan optik yang tersendiri.

Konfigurasi elektron Lutetium ialah [Xe] 4f14 5d1 6s2. Elektron 4f agak terlindung, jadi lantanida bersebelahan mempunyai kimia yang hampir serupa; perbezaan kecil pada jejari dan susunan elektron tetap penting dalam pemisahan, spektrum dan kemagnetan.

Bentuk kimia

Sebatian, ion dan bahan

Lutetium paling lazim membentuk ion +3 dalam oksida, halida dan kompleks koordinasi. Kimianya hampir serupa dengan lantanida bersebelahan, manakala elektron f menghasilkan perbezaan pada kemagnetan, spektrum dan warna.

Sifat fizikal

Keadaan dan perubahan fasa

Keadaan rujukan pada suhu bilik ialah pepejal. Ketumpatan yang disenaraikan ialah 9.841 g/cm³. Takat leburnya 1 950 K (1 677 °C). Takat didihnya 3 675 K (3 402 °C). Tekanan, ketulenan, struktur kristal dan alotrop boleh mengubah nilai fizikal yang diukur, maka keadaan pengukuran sentiasa penting.

Kewujudan dan kegunaan

Di mana Lutetium ditemui dan digunakan

Dalam amalan, Lutetium ditemui dalam aplikasi yang berkaitan dengan pemangkin, peralatan pengimejan perubatan dan penyelidikan saintifik. Sifat yang digunakan boleh datang daripada unsur tulen, aloi, sebatian atau isotop tertentu; oleh itu bentuk kimia sentiasa penting apabila membincangkan kegunaan sebenar.

Dalam amalan

Contoh kegunaan sebenar

Pemangkin

Lutetium digunakan sebagai pemangkin untuk mempercepat tindak balas kimia tanpa habis digunakan dalam tindak balas keseluruhan.

Peralatan pengimejan perubatan

Lutetium digunakan dalam agen pengimejan, bahan pengesan, magnet medan tinggi atau komponen khusus sistem pengimejan.

Penyelidikan saintifik

Lutetium terutamanya dihasilkan, diasingkan atau diukur dalam eksperimen untuk menguji trend atom, nuklear dan berkala; unsur ini tidak mempunyai kegunaan komersial berskala besar.

Kedudukan berkala

Apa yang ditunjukkan unsur jiran

Lutetium terletak pada kala 6 dalam siri blok f. Unsur jiran yang dipaparkan ialah Tulium; Iterbium; Hafnium; Tantalum. Perbandingan sepanjang siri ini membantu menunjukkan perubahan beransur-ansur pada jejari atom, konfigurasi elektron, keadaan pengoksidaan serta sifat magnet atau optik.

Data rujukan

Sifat fizikal dan atom

Pengelasanlantanida

Fasa pada suhu bilikpepejal

Petala elektron2 · 8 · 18 · 32 · 9 · 2

Ketumpatan9.841 g/cm³

Takat lebur1 950 K (1 677 °C)

Takat didih3 675 K (3 402 °C)

Keelektronegatifan Pauling1.27

Tenaga pengionan pertama523.5 kJ/mol

Afiniti elektron33.4 kJ/mol

Nilai menerangkan unsur atau atom neutral apabila sesuai. Data fizikal boleh bergantung pada alotrop, tekanan, ketulenan dan keadaan pengukuran.

Sejarah

Penemuan dan pengenalpastian

Penemuan Lutetium dikaitkan dengan Georges Urbain. Pemerhatian pertama, pengasingan sampel tulen dan penentuan nombor atom moden tidak semestinya berlaku pada masa yang sama, jadi sejarah unsur ini perlu difahami sebagai beberapa peringkat.

Isotop dan berat atom

Bagaimana isotop mempengaruhi nilai

Berat atom piawai yang disenaraikan ialah 174.96669(5). Nilai ini mencerminkan komposisi isotop bahan semula jadi di Bumi, bukannya jisim satu atom tunggal.

Lutetium mempunyai sekurang-kurangnya satu isotop stabil. Semua isotop mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berbeza, lalu jisim atomnya juga berbeza.

Keselamatan

Pengendalian dan pendedahan

Risiko Lutetium bergantung pada bentuk kimia, dos dan laluan pendedahan. Unsur bebas, ion dan sebatiannya boleh mempunyai kesan biologi serta alam sekitar yang sangat berbeza, jadi helaian data keselamatan bagi bahan khusus perlu dirujuk.