Grundämne · referensblad

71Lu

Lutetium

Lutetium (Lu) är grundämne 71, klassificerat som lantanid i grupp 3, period 6 och d-blocket. Elektronkonfigurationen [Xe] 4f14 5d1 6s2 hjälper till att förklara bindning och reaktivitet; referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne.

Atomnummer71

Standardatomvikt174.96669(5)

Grupp3

Period6

Blockd

Elektronkonfiguration[Xe] 4f14 5d1 6s2

Elektronstruktur

Vad styr kemin?

Lantaniderna fyller gradvis 4f-underskalet. 4f-elektronerna skärmas delvis av yttre skal, så många lantanider liknar varandra kemiskt och oxidationstalet +3 är ofta viktigt.

För lutetium måste konfigurationen [Xe] 4f14 5d1 6s2 ses tillsammans med 4f-beläggningen. Små skillnader i denna beläggning kan ha stor betydelse för magnetiska och optiska egenskaper.

Kemiska former

Föreningar, joner och material

Lantanider bildar framför allt joner och föreningar i oxidationstalet +3, bland annat oxider, halider och koordinationsföreningar. Små skillnader i 4f-beläggningen ger tydliga skillnader i färg, luminescens och magnetism.

Fysikaliskt beteende

Tillstånd och fasövergångar

Referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne. Den angivna densiteten är 9.841 g/cm³. Smältpunkten anges till 1 950 K (1 677 °C). Kokpunkten anges till 3 675 K (3 402 °C). Tryck, renhet, allotropi och kristallstruktur kan påverka uppmätta fysikaliska värden.

Förekomst och användning

Var lutetium finns och används

I praktiken förekommer lutetium bland annat i sammanhang som katalysatorer, medicinsk bildutrustning och vetenskaplig forskning.

I praktiken

Konkreta användningar

Katalysatorer

Lutetium används eller studeras inom katalysatorer. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Medicinsk bildutrustning

Lutetium används eller studeras inom medicinsk bildutrustning. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Vetenskaplig forskning

Lutetium används eller studeras inom vetenskaplig forskning. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Plats i periodiska systemet

Vad grannarna visar

Lutetium ligger i period 6 och i f-blockets serie. I det visade grannskapet finns bland annat Tulium, Ytterbium, Hafnium, Tantal. Jämförelser genom serien visar gradvisa förändringar i atomradie, elektronstruktur och kemiskt beteende.

Referensdata

Fysikaliska och atomära egenskaper

Klassificeringlantanid

Aggregationstillstånd vid rumstemperaturfast ämne

Elektronskal2 · 8 · 18 · 32 · 9 · 2

Densitet9.841 g/cm³

Smältpunkt1 950 K (1 677 °C)

Kokpunkt3 675 K (3 402 °C)

Pauling-elektronegativitet1.27

Första jonisationsenergi523.5 kJ/mol

Elektronaffinitet33.4 kJ/mol

Värdena beskriver grundämnet eller den neutrala atomen där det är relevant. Fysikaliska data kan bero på allotropi, tryck, renhet och mätförhållanden.

Historia

Upptäckt och identifiering

Upptäckten av lutetium förknippas i denna historiska uppgift med Georges Urbain. Erkännande som grundämne, isolering av ett rent prov och den senare definitionen genom atomnummer skedde inte nödvändigtvis samtidigt.

Isotoper

Hur isotopsammansättningen påverkar talen

Standardatomvikten är 174.96669(5). Värdet beskriver den naturliga isotopsammansättningen i terrestert material och är inte massan hos en enda bestämd atom.

Lutetium har minst en stabil isotop. Isotoper har samma antal protoner och är därför samma grundämne, men de har olika antal neutroner och olika atommassa.

Säkerhet

Hantering och exponering

Risken med lutetium beror på kemisk form, dos och exponeringsväg. Grundämnet, dess joner och dess föreningar kan ha mycket olika biologiska och miljömässiga effekter; säkerhetsdata måste därför bedömas för det konkreta ämnet.