THE lutecij, simbol Lu i atomski broj 71, je kemijski element periodnog sustava koji pripada skupini lantanida (poznatih kao metali rijetkih zemalja). Metal je težak za proizvodnju i može se dobiti kao nusproizvod rudarenja drugih lantanida ili putem itrijevih ruda. U svom metalnom obliku, ima sivkasto bijelu boju i otporan je na koroziju. U otopini, kao i ostali lantanidi, lutecij usvaja oksidacijski broj jednako +3.
Lutecij je dobio ime po gradu Parizu, glavnom gradu Francuske. U antičko doba, kao i u Rimskom Carstvu, grad se zvao Lutetia. Iako se lantanidi široko koriste u brzo rastućim gospodarskim sektorima, lutecij još uvijek ima primjenu. ograničeno, kao što je u proizvodnji lasera, optičkih instrumenata, keramike i u eksperimentalnim liječenjima teških slučajeva Rak.
Vidi također: Koji su unutarnji prijelazni elementi?
Lutecij Sažetak
Lutecij je metal koji pripada klasi lantanida ili metali rijetke zemlje.
U metalnom obliku, ima sivkasto bijelu boju.
U otopini je njegov NOx uvijek +3.
Općenito se dobiva kao nusproizvod rudarenja drugih lantanida ili itrija.
Njegova proizvodnja je otežana, a provodi se redukcijom s kalcijem.
Postoji nekoliko namjena lutecija, a više se koristi u proizvodnji lasera, keramike i optičkih instrumenata.
Za njegovo otkriće zaslužan je Francuz Georges Urbain.
Svojstva lutecija
Simbol: Lu
Atomski broj: 71
Atomska masa: 174,9668 k.u.s.
elektronegativnost: 1,27
Točka spajanja: 1663 °C
Vrelište: 3402 °C
Gustoća: 9,841 g.cm-3 (na 25 °C)
Elektronička konfiguracija: [Xe] 6s2 4f14 5d1
Kemijska serija: rijetki zemni metali, lantanidi
Karakteristike lutecija
Lutecij je a meki sivkasto bijeli metal, stabiliziran protiv oksidacije zbog stvaranja tankog oksidnog sloja na njegovoj površini. U otopini iu obliku spojeva lutecij ima oksidacijski broj jednak +3.
On reagira na sve halogenimeđutim, u slučaju klora (Cl2), brom (Br2) i jod (I2), halogenidi se dobivaju reakcijom između lutecijevog (III) oksida s vodenom otopinom odgovarajućeg hidrata. U početku se lutecij (III) halid dobiva u hidratiziranom obliku, a zatim se mora dehidrirati, bilo pomoću topline ili pomoću sredstva za sušenje.
Lu2THE3 + 6 HCl → 2 LuCl3(OH2)6
dobit3(OH2)6 → LuCl3 + 6 sati2THE
Lutecij ima 50 poznatih izotopa, međutim, samo dva se javljaju prirodno, biti:
176Lu, stabilan, odgovara 97,41% prirodnog lutecija;
175Lu, radioaktivan, sa Pola zivota otprilike 40 milijardi godina, što odgovara 2,59% prirodnog lutecija.
lutecij je u raspravi o elementima koji moraju biti ispod itrij i skandiju grupi 3 od Periodni sustav elemenata. I dalje postoji sumnja da li ispod itrija moraju biti lantan i aktinij ili lutecij i laurence.
Istina je da je IUPAC to pitanje ostavio dvosmislenim, čak je i formirao radnu skupinu za pronalaženje rješenja. Dakle, u većini periodnih tablica lutecij je u skupini od 15 elemenata poznatih kao rijetki zemni metali, koji počinje lantanom, a završava samim lutecijem.
Gdje se lutecij može naći?
Ne postoji mineral koji ima lutecij kao glavni sastojak. Dakle, veći dio njegove proizvodnje događa se kao nusproizvod vađenja itrija, uglavnom u mineralima bastnazit i monazit. Ova dva minerala u svom sastavu imaju veliku količinu rijetkih zemnih metala, međutim lutecij (u obliku Lu2THE3) ima manje od 0,1% mase u sebi.
Nadalje, važno je napomenuti da je minerali koji imati veća masena količina Lu2O3 su kako slijedi:
ksenotim, s 0,8% mase;
eudijalit, s 0,3% mase;
fergusonita, s 0,2% mase.
Pročitaj i: Cerij — drugi metal koji pripada skupini lantanida
Dobivanje lutecija
Dobivanje lutecija u metalnom i čistom obliku nedavno je u povijesti kemije. Zapravo, vjeruje se da je to jedan od najtežih (ako ne i najtežih) elemenata za dobivanje. Glavna tehnika se sastoji od Redukcija LuCl3 ili LuF3bezvodni proizvodi koji koriste metalni kalcij, u reakciji čija temperatura doseže 1470 °C.
Još jedan komplicirajući faktor je to takva reakcija se mora odvijati u uvjetima razrijeđenog tlaka, u rasponu od 10-4 tlak pascal (samo za usporedbu, na razini mora tlak je 101.325 pascal). Reakcija procesa je sljedeća:
3 Ca (l) + 2 LuF3 (l) → 3 CaF2 (l) + 2 Lu (l)
Dobivena tekuća smjesa je heterogena, što olakšava odvajanje fluorida od kalcija od lutecija. Nakon odvajanja, lutecij se skrutne i zatim pročisti.
Primjena lutecija
Primjena lutecija je još uvijek rijetka. Kao najskuplji od svih lantanida, s cijenom u rasponu od 100 USD/g, lutecij se koristi u proizvodnja optičkih leća, keramike i lasera.
izotop 177Lu je korišten u eksperimentalni tretmani protiv teških slučajeva Rak. U ovom slučaju, proteini se vežu na lutecij i koriste ga Ionizirana radiacija uništiti stanice raka.
Kako hafnij, lutecij se može koristiti za geološko datiranje. Ova tehnika je, inače, korištena za kvantificiranje rijetkih zemnih metala (uključujući i sam lutecij), u mineralnim naslagama rijeke Bou Regreg, u Maroku.
povijest lutecija
element 71 bio je samostalno izoliran prvi put 1907. godine, na temelju mineralnih uzoraka koji su sadržavali dobru količinu iterbijevog oksida, jednog od posljednjih lantanida. Stoga se vjeruje da je lutecij također bio dio sastava ovog mineralnog uzorka. Međutim, dva znanstvenika su tvrdila da su odgovorna za otkriće elementa 71.
Prvi, Francuz Georges Urbain, opisao je da se iterbij, koji je 1879. otkrio Jean de Marignac, može razdvojiti na dva nova elementa: iterbij (ili neo-iterbij) i lutecij. Ispostavilo se da su ta dva elementa bila identična elementima aldebarnium i cassiopeio. Otkrio ih je Austrijanac Carl Auer von Welsbach.
Godine 1909. Međunarodna komisija za atomske utege odbacila je čekić i odlučeno je da Georges Urban one je bio autor otkrića, zadržavajući naziv lutecija za novi element.
Važno je napomenuti da riječ lutecij odnosi se na pojam lutecija, nekadašnji naziv grada Pariza, francuska prijestolnica, od davnina, kao u rimsko Carstvo, grad se zvao Lutetia.
Zanimljivo je da je godinama nakon što je von Welsbachov cassiopeio zaostao, 2009. Iupac je službeno proglasio otkriće elementa 112, čiji je usvojeni naziv bio copernicium. U početku bi usvojeni simbol bio Cp, ali zbog cassiopeija (koji je koristio ovaj simbol i još uvijek održava na njemačkom jeziku za označavanje lutecija), Iupac je odlučio uvesti simbol Cn za element 112.
Vježbe riješene na luteciju
Pitanje 1
Lutecij, kao i ostali lantanidi, u otopini predstavlja NOx +3. Koja od sljedećih tvari ima element u ovom oksidacijskom stanju?
A) LuF
B) LuCl2
C) Lu2THE3
D) LuBr4
E) Lu2ja
Rezolucija:
Alternativa C
THE fluor ima NOx jednak -1. Ostali halogeni, u nedostatku atom kisika u formuli, također su nabijeni s -1. već je kisik ima naboj od -2. Dakle, izračun NOx lutecija u svakoj tvari je dat kako slijedi:
LuF: x + (–1) = 0 → x = +1; tako pogrešan odgovor.
dobit2: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; tako pogrešan odgovor.
Lu2THE3: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; pa točan odgovor.
LuBr4: x + 4(–1) = 0 → x – 4 = 0 → x = +4; tako pogrešan odgovor.
Lu2I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; tako pogrešan odgovor.
pitanje 2
THE 177Lu je korišten u eksperimentalnom liječenju nekih teških slučajeva raka. Kada promatramo takav izotop, a znamo da je atomski broj elementa jednak 71, koliki je broj neutrona u tom izotopu?
A) 177
B) 71
C) 248
D) 106
E) 108
Rezolucija:
Alternativa D
Atomski broj Lu je jednak 71. Dakle, broj neutroni može se izračunati po sljedećoj formuli:
A = Z + n
gdje je A broj atomska masa, Z je atomski broj, a n je broj neutrona. Zamjenom vrijednosti imamo:
177 = 71 + n
n = 177 - 71
n = 106
Autor Stefano Araújo Novais
Učiteljica kemije