ธาตุเคมี · หน้าข้อมูลอ้างอิง

71Lu

ลูทีเซียม

ลูทีเซียมเป็นธาตุเคมีที่มีเลขอะตอม 71 และสัญลักษณ์ Lu อยู่ในคาบ 6 หมู่ 3 บล็อก d ที่อุณหภูมิห้องสถานะอ้างอิงคือของแข็ง และมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน [Xe] 4f14 5d1 6s2

เลขอะตอม71

น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน174.96669(5)

หมู่3

คาบ6

บล็อกd

การจัดเรียงอิเล็กตรอน[Xe] 4f14 5d1 6s2

โครงสร้างอิเล็กตรอน

อะไรควบคุมเคมีของธาตุนี้

ลูทีเซียมเป็นธาตุในอนุกรมแลนทาไนด์ ซึ่งออร์บิทัลย่อย 4f ค่อย ๆ ถูกเติม ออกซิเดชันสถานะ +3 พบได้บ่อย และอิเล็กตรอน f ทำให้แลนทาไนด์หลายชนิดมีสมบัติทางแม่เหล็กและสเปกตรัมที่เด่นชัด

การจัดเรียงอิเล็กตรอนของลูทีเซียมคือ [Xe] 4f14 5d1 6s2 อิเล็กตรอน 4f ถูกบังด้วยอิเล็กตรอนชั้นนอกพอสมควร จึงทำให้เคมีของแลนทาไนด์ข้างเคียงคล้ายกันมาก ขณะที่รัศมีไอออนและรายละเอียดของระดับพลังงานยังทำให้สมบัติและการแยกสารแตกต่างกันได้

รูปแบบทางเคมี

สารประกอบ ไอออน และวัสดุ

ลูทีเซียมมักสร้างสารประกอบไอออนิกที่มีออกซิเดชันสถานะ +3 รวมถึงออกไซด์ เฮไลด์ และสารเชิงซ้อน เคมีของแลนทาไนด์คล้ายกันมากเพราะขนาดและประจุใกล้เคียงกัน แต่อิเล็กตรอน 4f ยังทำให้สมบัติทางแสงและแม่เหล็กแตกต่างกันได้

พฤติกรรมทางกายภาพ

สถานะและการเปลี่ยนสถานะ

ที่อุณหภูมิห้อง สถานะอ้างอิงคือของแข็ง ความหนาแน่นที่ระบุคือ 9.841 g/cm³ จุดหลอมเหลวคือ 1 950 K (1 677 °C) จุดเดือดคือ 3 675 K (3 402 °C) ความดัน ความบริสุทธิ์ โครงสร้างผลึก และอัญรูปสามารถทำให้ค่าที่วัดเปลี่ยนได้ จึงควรอ่านข้อมูลทางกายภาพพร้อมเงื่อนไขการวัด

การพบและการใช้งาน

พบลูทีเซียมที่ไหนและนำไปใช้อย่างไร

ในทางปฏิบัติลูทีเซียมพบการใช้งานในด้าน ตัวเร่งปฏิกิริยา, อุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์ และ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เหตุผลของการใช้งานอาจมาจากสมบัติของธาตุบริสุทธิ์ โลหะผสม สารประกอบ หรือไอโซโทปเฉพาะ จึงควรพิจารณารูปทางเคมีควบคู่กับการใช้งานเสมอ

ตัวอย่างการใช้งานจริง

ตัวอย่างการใช้งานในโลกจริง

ตัวเร่งปฏิกิริยา

ในงานตัวเร่งปฏิกิริยาลูทีเซียมหรือสารประกอบของมันมีบทบาทเป็นสารตั้งต้น รีเอเจนต์ ตัวเร่งปฏิกิริยา หรือสารควบคุมสมดุลทางเคมี โดยรูปสารประกอบเป็นตัวกำหนดหน้าที่จริง

อุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์

ในบริบทอุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์ บทบาทของลูทีเซียมขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และการมีส่วนในโครงสร้างชีวภาพ เมแทบอลิซึม หรือเทคนิคทางการแพทย์เฉพาะด้าน

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์

ตัวอย่างและไอโซโทปของลูทีเซียมใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษาสมบัติของอะตอม นิวเคลียส วัสดุ และแนวโน้มในตารางธาตุภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุม

ตำแหน่งในตารางธาตุ

ธาตุข้างเคียงบอกอะไรเรา

ลูทีเซียมอยู่ในอนุกรมแลนทาไนด์ของบล็อก f ในคาบ 6 การเปรียบเทียบกับทูเลียมและอิตเทอร์เบียมช่วยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของรัศมีไอออน การจัดเรียงอิเล็กตรอน และสมบัติทางแม่เหล็กหรือแสง

ข้อมูลอ้างอิง

สมบัติทางกายภาพและอะตอม

การจัดประเภทแลนทาไนด์

สถานะที่อุณหภูมิห้องของแข็ง

ชั้นอิเล็กตรอน2 · 8 · 18 · 32 · 9 · 2

ความหนาแน่น9.841 g/cm³

จุดหลอมเหลว1 950 K (1 677 °C)

จุดเดือด3 675 K (3 402 °C)

อิเล็กโตรเนกาติวิตีแบบพอลิง1.27

พลังงานไอออไนเซชันลำดับแรก523.5 kJ/mol

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน33.4 kJ/mol

เมื่อเหมาะสม ค่าต่าง ๆ อธิบายธาตุหรืออะตอมเป็นกลาง สมบัติทางกายภาพอาจขึ้นอยู่กับอัญรูป ความดัน ความบริสุทธิ์ และเงื่อนไขการวัด

ประวัติ

การค้นพบและการระบุชนิด

ลูทีเซียมถูกระบุจากสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นระหว่างพัฒนาการของวิชาเคมี ปัจจุบันนิยามธาตุนี้อย่างแน่นอนด้วยเลขอะตอมและโครงสร้างอะตอม ไม่ใช่เพียงลักษณะของตัวอย่างที่มองเห็นได้

ไอโซโทปและน้ำหนักอะตอม

องค์ประกอบไอโซโทปเปลี่ยนตัวเลขอย่างไร

น้ำหนักอะตอมมาตรฐานของลูทีเซียมคือ 174.96669(5) ค่านี้เป็นค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักขององค์ประกอบไอโซโทปในวัสดุธรรมชาติ ไม่ใช่มวลของอะตอมเดี่ยว

ไอโซโทปของลูทีเซียมมีจำนวนโปรตอนเท่ากันจึงเป็นธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนและมวลอะตอมต่างกัน สัดส่วนไอโซโทปธรรมชาติสามารถทำให้ค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเปลี่ยนได้

ความปลอดภัย

การจัดการและการสัมผัส

ความเสี่ยงของลูทีเซียมขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และเส้นทางการสัมผัส ธาตุบริสุทธิ์ ไอออน และสารประกอบอาจมีผลต่อร่างกายและสิ่งแวดล้อมต่างกัน จึงควรตรวจข้อมูลความปลอดภัยของสารจริงเสมอ