THE lutecium, symbol Lu a protonové číslo 71, je chemický prvek periodické tabulky patřící do skupiny lanthanoidů (známých jako kovy vzácných zemin). Je to kov obtížně vyrobitelný a lze jej získat jako vedlejší produkt těžby jiných lanthanoidů nebo prostřednictvím yttriových rud. Ve své kovové podobě má šedobílou barvu a je odolný vůči korozi. V roztoku, stejně jako ostatní lanthanoidy, lutecium přijímá oxidační číslo rovna +3.
Lutecium je pojmenováno po Paříži, hlavním městě Francie. Ve starověku, stejně jako v Římské říši, se město nazývalo Lutetia. Ačkoli jsou lanthanoidy široce používány v rychle rostoucích ekonomických sektorech, lutecium má stále uplatnění. omezena, jako je výroba laserů, optických přístrojů, keramiky a experimentální léčba závažných případů rakovina.
Viz také: Jaké jsou vnitřní přechodové prvky?
Témata v tomto článku
- 1 - Souhrn o luteciu
- 2 - Vlastnosti lutecia
- 3 - Charakteristika lutecia
- 4 - Kde lze nalézt lutecium?
- 5 - Získání lutecia
- 6 - Aplikace lutecia
- 7 - Historie lutecia
- 8 - Řešené úlohy na lutetium
Lutecium Shrnutí
Lutecium je kov patřící do třídy lanthanoidů resp kovy vzácné země.
V kovové podobě má šedobílou barvu.
V roztoku je jeho NOx vždy +3.
Obecně se získává jako vedlejší produkt těžby jiných lanthanoidů nebo yttria.
Jeho produkce je omezována redukcí vápníkem.
Existuje jen málo použití lutecia, více se používá při výrobě laserů, keramiky a optických přístrojů.
Jeho objev má na svědomí Francouz Georges Urbain.
Nepřestávej teď... Po reklamě je toho víc ;)
Vlastnosti lutecia
Symbol: Lu
Protonové číslo: 71
Atomová hmotnost: 174,9668 c.u.s.
Elektronegativita: 1,27
Fúzní bod: 1663 °C
Bod varu: 3402 °C
Hustota: 9,841 g.cm-3 (při 25 °C)
Elektronická konfigurace: [Xe] 6s2 4f14 5 d1
Chemická řada: kovy vzácných zemin, lanthanoidy
Charakteristika lutecia
Lutecium je a měkký šedobílý kov, stabilizovaný proti oxidaci v důsledku tvorby tenké vrstvy oxidu na jeho povrchu. V roztoku a ve formě sloučenin má lutecium oxidační číslo rovné +3.
On reaguje se všemi halogenyavšak v případě chlóru (Cl2), brom (Br2) a jód (I2), halogenidy se získají reakcí mezi oxidem lutecitým (III) s vodným roztokem odpovídajícího hydrátu. Zpočátku se halogenid lutecitý (III) získá v hydratované formě a poté se musí dehydratovat, buď pomocí tepla nebo pomocí sušidla.
Lu2THE3 + 6 HCl -> 2 LuCl3(ACH2)6
zisk3(ACH2)6 → LuCl3 + 6 hodin2THE
Lutecium má však 50 známých izotopů, pouze dva se vyskytují přirozeně, bytost:
176Lu, stabilní, odpovídající 97,41 % přírodního lutecia;
175Lu, radioaktivní, s poločas rozpadu přibližně 40 miliard let, což odpovídá 2,59 % přírodního lutecia.
lutecium je v diskusi o prvcích, které musí být pod yttrium a skandiumve skupině 3 Periodická tabulka. Přetrvává pochybnost, zda pod yttriem musí být lanthan a aktinium nebo lutecium a laurence.
Pravdou je, že IUPAC ponechal problém nejednoznačný, i když vytvořil pracovní skupinu, která měla přinést řešení. Tak, ve většině periodických tabulek, lutecium patří do skupiny 15 prvků známých jako kovy vzácných zemin, která začíná lanthanem a končí samotným lutetiem.
Kde lze lutecium nalézt?
Neexistuje žádný minerál, který by měl jako hlavní složku lutecium. Velká část jeho produkce se tedy vyskytuje jako vedlejší produkt těžby yttria, především v minerálech bastnasit a monazit. Tyto dva minerály mají ve svém složení velké množství kovů vzácných zemin, nicméně lutecium (ve formě Lu2THE3) obsahuje méně než 0,1 % hmotnosti.
Dále je pozoruhodné, že minerály, které mít vyšší hmotnostní množství Lu2O3 jsou následující:
xenotim, s 0,8 % hmotn.;
eudialit s 0,3 % hmotn.;
fergusonit, s 0,2 % hm.
Přečtěte si také: Cer — další kov patřící do skupiny lanthanoidů
Získání lutecia
Získávání lutecia v kovové a čisté formě je v historii chemie nedávné. Ve skutečnosti se má za to, že je to jeden z nejobtížnějších (ne-li nejobtížnějších) prvků k získání. Hlavní technika se skládá z Snížení LuCl3 nebo LuF3bezvodé produkty využívající kovový vápník v reakci, jejíž teplota dosahuje 1470 °C.
Dalším komplikujícím faktorem je to taková reakce musí probíhat za podmínek zředěného tlaku, v rozmezí 10-4 tlakový pascal (jen pro srovnání, na hladině moře je tlak 101 325 pascalů). Reakce procesu je následující:
3 Ca (l) + 2 LuF3 (l) → 3 CaF2 (l) + 2 Lu (l)
Získaná kapalná směs je heterogenní, což usnadňuje separaci fluoridu z vápník lutecia. Po oddělení lutecium ztuhne a poté se čistí.
Aplikace lutecia
Aplikace lutecia jsou stále vzácné. Lutecium je nejdražší ze všech lanthanoidů a jeho cena se pohybuje v rozmezí 100 USD/g. výroba optických čoček, keramiky a laserů.
izotop 177Lu byl použit v experimentální léčba proti těžkým případům rakovina. V tomto případě se proteiny vážou na lutecium a využívají jeho ionizující radiace zničit rakovinné buňky.
Jak hafnium, lze použít lutecium geologické datování. Tato technika byla mimochodem použita ke kvantifikaci kovů vzácných zemin (včetně samotného lutecia) v minerálních ložiskách řeky Bou Regreg v Maroku.
historie lutecia
prvek 71 byla samostatně izolována poprvé v roce 1907na základě vzorků minerálů, které obsahovaly značné množství oxidu ytterbia, jednoho z posledních lanthanoidů. Předpokládá se tedy, že součástí složení tohoto minerálního vzorku bylo také lutecium. Nicméně, dva vědci tvrdili, že jsou zodpovědní za objev prvku 71.
První, Francouz Georges Urbain, popsal, že ytterbium, objevené v roce 1879 Jeanem de Marignacem, lze rozdělit na dva nové prvky: ytterbium (neboli neo-ytterbium) a lutecium. Ukazuje se, že tyto dva prvky byly totožné s prvky aldebarnium a cassiopeio. Ty objevil Rakušan Carl Auer von Welsbach.
V roce 1909 Mezinárodní komise pro atomové váhy upustila kladivo a bylo rozhodnuto, že Georges Urban byl autor objevu, přičemž název lutetium pro nový prvek zůstane zachován.
Je pozoruhodné, že slovo lutecium se vztahuje k termínu lutetia, dřívější název města Paříže, francouzské hlavní město, protože ve starověku, stejně jako v římská říše, město se jmenovalo Lutetia.
Je zajímavé, že roky poté, co bylo von Welsbachovo cassiopeio zapomenuto, v roce 2009 Iupac oficiálně oznámil objev prvku 112, jehož přijaté jméno bylo copernicium. Zpočátku byl přijat symbol Cp, ale kvůli Cassiopeio (který tento symbol používal a stále zachován v německém jazyce pro označení lutecium), Iupac se rozhodl zavést symbol Cn pro prvek 112.
Cvičení řešená na lutecium
Otázka 1
Lutecium, stejně jako ostatní lanthanoidy, představuje v roztoku NOx +3. Která z následujících látek má prvek v tomto oxidačním stavu?
A) LuF
B) LuCl2
C) Lu2THE3
D) LuBr4
E) Lu2já
Řešení:
Alternativa C
THE fluor má NOx rovné -1. Ostatní halogeny v nepřítomnosti atom kyslíku ve vzorci, jsou také nabité -1. již kyslík má náboj -2. Výpočet NOx lutecia v každé látce je tedy uveden takto:
LuF: x + (–1) = 0 → x = +1; tak špatná odpověď.
zisk2: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; tak špatná odpověď.
Lu2THE3: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; takže správná odpověď.
LuBr4: x + 4(–1) = 0 → x – 4 = 0 → x = +4; tak špatná odpověď.
Lu2I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; tak špatná odpověď.
otázka 2
THE 177Lu byl použit při experimentální léčbě některých závažných případů rakoviny. Když pozorujeme takový izotop a víme, že atomové číslo prvku je rovno 71, jaký je počet neutronů v tomto izotopu?
A) 177
B) 71
C) 248
D) 106
E) 108
Řešení:
Alternativa D
Atomové číslo Lu se rovná 71. Takže počet neutrony lze vypočítat podle následujícího vzorce:
A = Z + n
kde A je počet atomová hmotnost, Z je atomové číslo a n je počet neutronů. Nahrazením hodnot máme:
177 = 71 + n
n = 177-71
n = 106
Autor: Stefano Araújo Novais
Učitel chemie
