A lutécium, szimbólum Lu és atomszám 71, a periódusos rendszer kémiai eleme, amely a lantanidok (ritkaföldfémekként ismert) csoportjába tartozik. Nehezen előállítható fém, és más lantanidok bányászatának melléktermékeként vagy ittriumérceken keresztül nyerhető. Fémes formájában szürkésfehér színű, korrózióálló. Oldatban a többi lantanidhoz hasonlóan a lutécium is elfogadja a oxidációs szám egyenlő +3.
A Lutécium nevét Párizs városáról, a francia fővárosról kapta. Az ókorban, akárcsak a Római Birodalomban, a várost Lutetiának hívták. Bár a lantanidokat széles körben használják a gyorsan növekvő gazdasági ágazatokban, a lutéciumnak még mindig vannak alkalmazásai. korlátozott, például lézerek, optikai műszerek, kerámiák gyártásában és a súlyos esetek kísérleti kezelésében rák.
Lásd még: Mik a belső átmeneti elemek?
Témák ebben a cikkben
- 1 - Összefoglaló a lutéciumról
- 2 - A lutécium tulajdonságai
- 3 - A lutécium jellemzői
- 4 - Hol található a lutécium?
- 5 - Lutécium beszerzése
- 6 - Lutécium alkalmazása
- 7 - A lutécium története
- 8 - Megoldott gyakorlatok a lutéciumról
Lutécium összefoglaló
A lutécium a lantanidok osztályába tartozó fém ill fémek ritka földek.
Fémes formában szürkésfehér színű.
Oldatban az NOx értéke mindig +3.
Általában más lantanidok vagy ittrium bányászatának melléktermékeként nyerik.
Termelése gátolt, kalciummal történő redukcióval történik.
A lutéciumnak kevés felhasználási területe van, inkább lézerek, kerámiák és optikai műszerek gyártásában használják.
Felfedezését a francia Georges Urbain nevéhez kötik.
Ne hagyd abba most... A hirdetés után több is van ;)
A lutécium tulajdonságai
Szimbólum: Lu
Atomszám: 71
Atomtömeg: 174.9668 c.u.s.
Elektronegativitás: 1,27
Fúziós pont: 1663 °C
Forráspont: 3402 °C
Sűrűség: 9,841 g.cm-3 (25 °C-on)
Elektronikus konfiguráció: [Xe] 6s2 4f14 5d1
Kémiai sorozat: ritkaföldfémek, lantanidok
A lutécium jellemzői
A lutécium a puha szürkésfehér fém, oxidációval szemben stabilizálódott a felületén kialakuló vékony oxidréteg miatt. Oldatban és vegyületek formájában a lutécium rendelkezik oxidációs szám egyenlő +3.
Ő mindennel reagál halogénekklór esetén azonban (Cl2), bróm (Br2) és jód (I2), a halogenideket lutécium(III)-oxid és a megfelelő hidrát vizes oldatának reakciójával állítják elő. A lutécium(III)-halogenidet kezdetben hidratált formában nyerik, majd dehidratálni kell, akár hővel, akár szárítószerrel.
Lu2A3 + 6 HCl → 2 LuCl3(Ó2)6
nyereség3(Ó2)6 → LuCl3 + 6 óra2A
A lutéciumnak 50 ismert izotópja van, csak kettő fordul elő a természetben, lévén:
176Lu, stabil, a természetes lutécium 97,41%-ának felel meg;
175Lu, radioaktív, azzal fél élet körülbelül 40 milliárd év, ami a természetes lutécium 2,59%-ának felel meg.
a lutécium alatt van az elemekről szóló vitában ittrium és skandiuma 3. csoportban Periódusos táblázat. Továbbra is fennáll a kétely, hogy az ittrium alatt lantánnak és aktíniumnak vagy lutéciumnak és laurenciumnak kell-e lennie.
Az igazság az, hogy az IUPAC kétértelművé tette a kérdést, még akkor is, amikor munkacsoportot hozott létre a megoldás érdekében. Így a legtöbb periódusos rendszerben a lutécium a ritkaföldfémekként ismert 15 elemből álló csoportba tartozik, amely lantánnal kezdődik és magával a lutéciummal végződik.
Hol található a lutécium?
Nincs olyan ásvány, amelynek fő összetevője a lutécium. Így termelésének nagy része úgy történik az ittrium bányászatának mellékterméke, főként a basztnazit és a monacit ásványokban. Ez a két ásvány összetételében nagy mennyiségű ritkaföldfémet tartalmaz, de lutéciumot (Lu formájában)2A3) kevesebb, mint 0,1 tömegszázalék.
Figyelemre méltó továbbá, hogy a ásványok, hogy van nagyobb tömegű Lu2O3 a következő:
xenotime, 0,8 tömeg%-kal;
eudialit, 0,3 tömeg%-kal;
ferguzonit, 0,2 tömeg%-kal.
Olvasd el te is: Cérium - egy másik fém, amely a lantanidok csoportjába tartozik
Lutécium beszerzése
A lutécium fémes és tiszta formában történő kinyerése új keletű a kémia történetében. Valójában úgy gondolják, hogy ez az egyik legnehezebben (ha nem a legnehezebb) megszerezhető elem. A fő technika a következőkből áll LuCl csökkentése3 vagy LuF3vízmentes termékek fémkalciumot használva, olyan reakcióban, amelynek hőmérséklete eléri az 1470 °C-ot.
Egy másik bonyolító tényező az az ilyen reakciónak ritka nyomás körülményei között kell végbemennie, 10-es tartományban-4 nyomás pascal (csak összehasonlításképpen, tengerszinten a nyomás 101 325 pascal). A folyamat reakciója a következő:
3 Ca (l) + 2 LuF3 (l) → 3 CaF2 (l) + 2 Lu (l)
A kapott folyékony keverék heterogén, ami megkönnyíti a fluor elválasztását kalcium a lutécium. Elválasztás után a lutécium megszilárdul, majd megtisztul.
A lutécium alkalmazásai
A lutécium alkalmazása még mindig kevés. A lutécium a legdrágább az összes lantanid közül, ára 100 USD/g tartományba esik. optikai lencsék, kerámiák és lézerek gyártása.
az izotóp 177Lu-ban használatos kísérleti kezelések a súlyos esetek ellen rák. Ebben az esetben a fehérjék a lutéciumhoz kötődnek és felhasználják azt ionizáló sugárzás a rákos sejtek elpusztítására.
Hogyan hafnium, a lutécium felhasználható geológiai kormeghatározás. Ezt a technikát egyébként a ritkaföldfémek (beleértve magát a lutéciumot is) mennyiségi meghatározására használták a marokkói Bou Regreg folyó ásványlelőhelyeiben.
a lutécium története
71. elem 1907-ben izolálták először egymástól függetlenül, ásványminták alapján, amelyek jó mennyiségű itterbium-oxidot, az egyik utolsó lantanidot tartalmaztak. Így feltételezhető, hogy ennek az ásványmintának a összetételében a lutécium is része volt. Két tudós azonban azt állította, hogy felelősek a 71-es elem felfedezéséért.
Az első, a francia Georges Urbain leírta, hogy a Jean de Marignac által 1879-ben felfedezett itterbium két új elemre bontható: itterbiumra (vagy neo-ytterbiumra) és lutéciumra. Kiderült, hogy ez a két elem azonos volt az aldebarnium és a cassiopeio elemekkel. Ezeket az osztrák Carl Auer von Welsbach fedezte fel.
1909-ben az Atomsúlyok Nemzetközi Bizottsága eldobta a kalapácsot, és úgy döntött, hogy Georges Urban ő volt a felfedezés szerzője, megtartva az új elem lutécium nevét.
Figyelemre méltó, hogy a lutécium szó utal a kifejezésre lutétia, Párizs városának korábbi neve, a francia főváros, hiszen az ókorban, mint a római Birodalom, a várost Lutetiának hívták.
Érdekes módon évekkel azután, hogy von Welsbach cassiopeióját elhagyták, 2009-ben Iupac hivatalossá tette a 112-es elem felfedezését, amelynek átvett neve kopernicium volt. Kezdetben az elfogadott szimbólum Cp volt, de a cassiopeio miatt (ami ezt a szimbólumot használta, és még mindig a német nyelven a lutécium jelölésére fenntartott változat), Iupac úgy döntött, hogy bevezeti az elem Cn szimbólumát. 112.
Lutéciumon megoldott gyakorlatok
1. kérdés
A lutécium a többi lantanidhoz hasonlóan oldatban NOx +3 értéket mutat. Az alábbi anyagok közül melyiknek van ilyen oxidációs állapotú eleme?
A) LuF
B) LuCl2
C) Lu2A3
D) LuBr4
E) Lu2én
Felbontás:
Alternatív C
A fluor NOx értéke -1. A többi halogén, ennek hiányában atom A képletben lévő oxigén mennyisége szintén -1-gyel van feltöltve. már a oxigén töltése -2. Így az egyes anyagok lutécium NOx-értékének kiszámítása a következőképpen történik:
LuF: x + (–1) = 0 → x = +1; annyira rossz válasz.
nyereség2: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; annyira rossz válasz.
Lu2A3: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; szóval helyes válasz.
LuBr4: x + 4(–1) = 0 → x – 4 = 0 → x = +4; annyira rossz válasz.
Lu2I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; annyira rossz válasz.
2. kérdés
A 177A Lu-t néhány súlyos rákeset kísérleti kezelésére használták. Ha egy ilyen izotópot figyelünk meg, és tudjuk, hogy az elem rendszáma 71, mennyi a neutronok száma ebben az izotópban?
A) 177
B) 71
C) 248
D) 106
E) 108
Felbontás:
Alternatíva D
Lu atomszáma 71. Tehát a száma neutronok a következő képlettel számolható:
A = Z + n
ahol A a száma atomtömeg, Z a rendszám, n pedig a neutronok száma. Az értékeket behelyettesítve a következőket kapjuk:
177 = 71 + n
n = 177-71
n = 106
Írta: Stefano Araújo Novais
Kémia tanár
