ルテチウム（Lu）：取得、アプリケーション、歴史

THE ルテチウム、記号Luおよび原子番号 71は、ランタニド（希土類金属として知られている）のグループに属する周期表の化学元素です。製造が難しい金属であり、他のランタニドの採掘の副産物として、またはイットリウム鉱石から得ることができます。金属の形で、それは灰色がかった白色を持ち、腐食に強いです。溶液中では、他のランタニドと同様に、ルテチウムは酸化数 +3に等しい。

ルテチウムは、フランスの首都パリの街にちなんで名付けられました。古代では、ローマ帝国のように、都市はルテティアと呼ばれていました。ランタニドは急速に成長している経済部門で広く使用されていますが、ルテチウムにはまだ用途があります。レーザー、光学機器、セラミックの製造、および重度の症例の実験的治療などで制限されています癌。

も参照してください： 内部遷移元素とは何ですか？

この記事のトピック

1-ルテチウムの概要

2-ルテチウムの特性
3-ルテチウムの特性
4-ルテチウムはどこにありますか？
5-ルテチウムの入手
6-ルテチウムの用途
7-ルテチウムの歴史
8-ルテチウムに関する解決済みの演習

ルテチウムの概要

ルテチウムは、ランタニドまたは金属珍しい土地。
メタリックな形で、灰色がかった白色をしています。
解決策では、そのNOxは常に+3です。
これは通常、他のランタニドまたはイットリウムの採掘の副産物として得られます。
その生産は、カルシウムによる還元によって行われ、妨げられています。
ルテチウムの用途はほとんどなく、レーザー、セラミック、光学機器の製造に多く使用されています。
その発見は、フランス人のジョルジュ・ユルバンの功績によるものです。

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ルテチウムの特性

シンボル： ルー
原子番号： 71
原子質量： 174.9668 c.u.s.
電気陰性度： 1,27
融点： 1663°C
沸点： 3402°C
密度： 9.841 g.cm^-3 （25°Cで）
電子配置： [Xe]6秒² 4f¹⁴ 5d¹
化学シリーズ： 希土類金属、ランタニド

ルテチウムの特徴

ルテチウムは 柔らかい灰色がかったホワイトメタル、その表面に薄い酸化物層が形成されるため、酸化に対して安定化されます。溶液中および化合物の形で、ルテチウムは +3に等しい酸化数.

彼 すべてに反応するハロゲン

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ただし、塩素（Cl₂）、臭素（Br₂）およびヨウ素（I₂）、ハロゲン化物は、酸化ルテチウム（III）と対応する水和物の水溶液との反応によって得られます。最初にハロゲン化ルテチウム（III）が水和した形で得られ、次に熱または乾燥剤を使用して脱水する必要があります。

ルー₂THE₃ +6HCl→2LuCl₃（ああ₂)₆

利益₃（ああ₂)₆ →LuCl₃ +6時間₂THE

ルテチウムには50の既知の同位体がありますが、 自然に発生するのは2つだけです、であること：

¹⁷⁶Lu、安定、天然ルテチウムの97.41％に相当。
¹⁷⁵ルー、放射性、人生の半分約400億年、天然ルテチウムの2.59％に相当します。

ルテチウム 以下になければならない要素についての議論にありますイットリウムとスカンジウムのグループ3 周期表. イットリウムの下がランタンとアクチニウムであるか、ルテチウムとローレンスであるかについては疑問が残ります。

真実は、IUPACが解決策をもたらすためのワーキンググループを結成したとしても、問題を曖昧にしたということです。したがって、ほとんどの周期表では、ルテチウム 希土類金属として知られている15の元素のグループにあります、ランタンで始まり、ルテチウム自体で終わります。

ルテチウムはどこにありますか？

ルテチウムを主成分とする鉱物はありません。したがって、その生産の多くは次のように発生します 主に鉱物バストネサイトとモナザイトでのイットリウム採掘の副産物. これらの2つの鉱物は、その組成に大量の希土類金属を含んでいますが、ルテチウム（Luの形で）₂THE₃）それらの中には0.1質量％未満しかありません。

さらに、注目に値するのは ミネラル 持ってる Lu2O3のより高い質量量 以下の通り：

ゼノタイム、0.8質量％;
ユーディアライト、0.3質量％;
0.2質量％のフェルグソン石。

あまりにも読んでください： セリウム—ランタニドグループに属する別の金属

ルテチウムの入手

金属および純粋な形でルテチウムを入手することは、化学の歴史の中で最近です。実際、それは入手するのが最も難しい（最も難しいとは言わないまでも）要素の1つであると信じられています。主なテクニックは LuClの削減₃ またはLuF₃温度が1470°Cに達する反応で、金属カルシウムを使用する無水製品。

もう1つの複雑な要因は、 そのような反応は、希薄な圧力の条件下で起こらなければなりません、10の範囲^-4 圧力パスカル（比較のために、海面での圧力は101,325パスカルです）。プロセス反応は次のとおりです。

3 Ca（l）+ 2 LuF₃ （l）→3 CaF₂ （l）+ 2 Lu（l）

得られた液体混合物は不均一であり、フッ化物の分離を容易にします。カルシウムルテチウムの。分離されると、ルテチウムは固化してから精製されます。

ルテチウムの応用

ルテチウムの用途はまだ少ないです。すべてのランタニドの中で最も高価であり、価格は100米ドル/ gの範囲であり、ルテチウムは 光学レンズ、セラミック、レーザーの製造.

同位体 ¹⁷⁷Luはで使用されています の重症例に対する実験的治療癌. この場合、タンパク質はルテチウムに結合し、そのルテチウムを使用します電離放射線癌細胞を破壊する。

どのようにハフニウム、ルテチウムは 地質年代測定. ちなみに、この手法は、モロッコのBou Regreg川の鉱床に含まれる希土類金属（ルテチウム自体を含む）を定量化するために使用されました。

ルテチウムの歴史

要素71 1907年に初めて独立して隔離されました、最後のランタニドの1つである酸化イッテルビウムを大量に含む鉱物サンプルに基づいています。したがって、ルテチウムもこの鉱物サンプルの組成の一部であったと考えられています。しかし、2人の科学者が元素71の発見に責任があると主張しました。

最初のフランス人ジョルジュ・ユルバンは、1879年にジャン・ド・マリニャックによって発見されたイッテルビウムは、イッテルビウム（またはネオイッテルビウム）とルテチウムの2つの新しい元素に分離できると説明しました。これらの2つの元素は元素aldebarniumとcassiopeioと同一であることがわかります。これらはオーストリアのカール・アウアー・フォン・ヴェルスバッハによって発見されました。

1909年、国際原子質量委員会がハンマーを落とし、次のように決定されました。 ジョルジュアーバン 彼がいた 発見の作者、新しい元素のルテチウム名を保持します。

注目に値するのは ルテチウムという言葉は、 lutetia、パリの街の旧名、フランスの首都、古代から、ローマ帝国、都市はルテティアと呼ばれていました。

興味深いことに、フォンウェルスバッハのカシオペアが取り残されてから数年後、2009年に、Iupacは、採用された名前がコペルニシウムである元素112の発見を公式に行いました。当初、採用された記号はCpですが、cassiopeio（この記号を使用し、ルテチウムを指定するためにドイツ語で維持されている）、Iupacは元素の記号Cnを設定することを決定しました 112.

ルテチウムで解決された演習

質問1

ルテチウムは、他のランタニドと同様に、溶液中にNOx+3を示します。次の物質のうち、この酸化状態の元素を持っているのはどれですか？

A）LuF

B）LuCl₂

C）Lu₂THE₃

D）LuBr₄

E）Lu₂私

解像度：

代替C

THE フッ素 NOxは-1に等しい。他のハロゲンは、原子式中の酸素の量も-1で充電されます。すでに空気 -2の料金がかかります。したがって、各物質中のルテチウムのNOxの計算は次のようになります。

LuF：x +（–1）=0→x= +1; とても間違った答え。
利益₂：x + 2（–1）=0→x– 2=0→x=+2; とても間違った答え。
ルー₂THE₃：2x + 3（–2）=0→2x– 6=0→x=+3; 正解です。
LuBr₄：x + 4（–1）=0→x– 4=0→x=+4; とても間違った答え。
ルー₂I：2x +（–1）=0→2x– 1=0→x=+½; とても間違った答え。

質問2

THE ¹⁷⁷Luは、いくつかの重症の癌の実験的治療に使用されてきました。そのような同位体を観察し、元素の原子番号が71に等しいことを知っているとき、この同位体の中性子の数はいくつですか？

A）177

B）71

C）248

D）106

E）108

解像度：

代替案D

Luの原子番号は71です。だから、中性子次の式で計算できます。

A = Z + n

ここで、Aは原子質量、Zは原子番号、nは中性子の数です。値を代入すると、次のようになります。

177 = 71 + n

n =177-71

n = 106

StefanoAraújoNovais著
化学の先生