化学元素 · 参考页
71Lu

镥

镥(Lu)是原子序数为 71 的化学元素,位于第 6 周期、第 3 族、d 区。室温下通常为固态。 原子序数等于原子核中的质子数,因此能够唯一确定元素。

原子序数71
标准原子量174.96669(5)
族3
周期6
区d
电子排布[Xe] 4f14 5d1 6s2
电子结构

决定其化学性质的因素

“镥”属于镧系元素,4f 亚层逐步填充。+3 氧化态尤其常见,f 电子还会显著影响磁学和光学性质。

4f 电子受到较强屏蔽,因此相邻镧系元素的化学性质很接近;电子排布 [Xe] 4f14 5d1 6s2 则解释了它们之间更细微的差别。

化学形态

化合物、离子与材料

“镥”最常见的氧化态为 +3,可形成氧化物、卤化物和配位化合物;4f 电子占据差异会反映在磁性和发光性质上。

物理性质

状态与相变

室温下单质为固态。密度为 9.841 g/cm³。熔点为 1 950 K (1 677 °C)。沸点为 3 675 K (3 402 °C)。实际测得的物理量还会受到压力、纯度、同素异形体或晶体结构等条件影响。

存在与应用

镥在哪里出现,又有哪些用途?

“镥”或其化合物的实际用途包括催化剂、医学成像设备、科学研究。具体作用取决于所使用的化学形态,以及需要利用的物理、化学或核性质。

实际应用

实际用途示例

催化剂

“镥”或其化合物可参与关键反应步骤,或作为催化材料用于化学合成和工业过程。

医学成像设备

“镥”的特定化合物、材料或同位素可用于医学、诊断、植入材料或相关生理过程。

科学研究

研究人员利用“镥”的原子、核、化学或光谱性质来检验理论并研究物质结构。

周期表位置

相邻元素说明了什么

“镥”位于第 6 周期、第 3 族、d 区,分类为镧系元素。与同族元素比较可以看出价电子结构的相似性,而沿周期移动则能观察原子半径、电离能、电负性和成键性质的规律变化。

参考数据

物理与原子性质

分类镧系元素
室温下状态固态
电子层2 · 8 · 18 · 32 · 9 · 2
密度9.841 g/cm³
熔点1 950 K (1 677 °C)
沸点3 675 K (3 402 °C)
鲍林电负性1.27
第一电离能523.5 kJ/mol
电子亲和能33.4 kJ/mol

这些数值在适用时描述元素本身或中性原子。实际物理量可能随同素异形体、压力、纯度和测量条件而变化。

历史

发现与鉴定

“镥”的发现史包括认识其独立的化学性质、分离或制备相应物质,并最终把它准确描述为原子序数 71 的元素。

同位素与原子量

同位素组成如何影响数值

标准原子量为 174.96669(5)。它不是某一个原子的质量,而是根据天然物质中典型同位素组成得到的加权平均。

“镥”至少有一种稳定同位素。所有同位素的质子数相同,但中子数和原子质量不同。

安全

操作与暴露

“镥”相关风险取决于化学形态、剂量和暴露途径。单质、离子和不同化合物的生物与环境效应可能差异很大,因此应依据具体物质的安全数据进行处理。