Химический элемент · справочная страница

71Lu

Лютеций

Лютеций (Lu) — химический элемент с атомным номером 71. Он расположен в периоде 6, группа 3, d-блоке. При комнатной температуре это твёрдое вещество. Атомный номер равен числу протонов в ядре и однозначно определяет элемент.

Атомный номер71

Стандартная атомная масса174.96669(5)

Группа3

Период6

Блокd

Электронная конфигурация[Xe] 4f14 5d1 6s2

Электронная структура

Что определяет химические свойства

Лютеций относится к лантаноидам, где заполняется подоболочка 4f. Степень окисления +3 особенно распространена, а f-электроны заметно влияют на магнитные и оптические свойства.

Электроны 4f сравнительно хорошо экранированы, поэтому химия соседних лантаноидов очень похожа. Конфигурация [Xe] 4f14 5d1 6s2 объясняет более тонкие различия между ними.

Химические формы

Соединения, ионы и материалы

Лютеций чаще всего образует соединения в степени окисления +3: оксиды, галогениды и координационные комплексы. Общая химия лантаноидов похожа, а различия в заполнении 4f проявляются в магнитных и люминесцентных свойствах.

Физические свойства

Состояние и фазовые переходы

При комнатной температуре элемент находится в твёрдом состоянии. Плотность: 9.841 g/cm³. Температура плавления: 1 950 K (1 677 °C). Температура кипения: 3 675 K (3 402 °C). Измеряемые физические величины могут зависеть от давления, чистоты образца и кристаллической структуры.

Распространённость и применение

Где встречается и как применяется лютеций?

На практике Лютеций применяется прежде всего в таких областях, как Катализаторы, Медицинская визуализация и Научные исследования. Конкретная роль зависит от химической формы элемента и свойства, которое требуется использовать.

На практике

Примеры реального применения

Катализаторы

Элемент «Лютеций» или его соединения могут ускорять реакции либо участвовать в ключевых стадиях химического производства и синтеза.

Медицинская визуализация

Элемент «Лютеций», его определённые соединения или изотопы находят применение в медицине, диагностике, имплантационных материалах или биологических процессах.

Научные исследования

Элемент «Лютеций» используется в исследованиях, когда важны его атомные, ядерные, химические или спектроскопические свойства.

Положение в таблице

Что показывают соседние элементы

Лютеций находится в периоде 6, группе 3 и d-блоке; классификация: лантаноид. Сравнение с элементами той же группы показывает сходство валентной электронной структуры, а движение по периоду — закономерные изменения радиуса, энергии ионизации, электроотрицательности и характера связей.

Справочные данные

Физические и атомные свойства

Классификациялантаноид

Состояние при комнатной температуретвёрдое

Электронные оболочки2 · 8 · 18 · 32 · 9 · 2

Плотность9.841 g/cm³

Температура плавления1 950 K (1 677 °C)

Температура кипения3 675 K (3 402 °C)

Электроотрицательность по Полингу1.27

Первая энергия ионизации523.5 kJ/mol

Сродство к электрону33.4 kJ/mol

Значения относятся к элементу или нейтральному атому там, где это уместно. Физические величины могут зависеть от аллотропной формы, давления, чистоты и условий измерения.

История

Открытие и идентификация

Лютеций: история изучения включает распознавание химической индивидуальности, выделение или получение вещества и последующее точное описание как элемента с атомным номером 71.

Изотопы и атомная масса

Как изотопный состав влияет на значения

Стандартная атомная масса равна 174.96669(5). Это не масса одного конкретного атома, а взвешенное среднее, соответствующее типичному изотопному составу природного вещества.

Лютеций имеет как минимум один стабильный изотоп. Все изотопы имеют одинаковое число протонов, но различаются числом нейтронов и массой атома.

Безопасность

Обращение и воздействие

Риски при работе с элементом «Лютеций» зависят от химической формы, дозы и пути воздействия. Чистый элемент, его ионы и соединения могут существенно различаться по биологическому и экологическому действию, поэтому ориентируются на данные для конкретного вещества.