THE lutēcijs, simbols Lu un atomskaitlis 71, ir periodiskās tabulas ķīmiskais elements, kas pieder lantanīdu grupai (pazīstami kā retzemju metāli). Tas ir grūti ražojams metāls, un to var iegūt kā blakusproduktu, iegūstot citus lantanīdus vai izmantojot itrija rūdas. Metāla formā tam ir pelēcīgi balta krāsa un tas ir izturīgs pret koroziju. Šķīdumā, tāpat kā citi lantanīdi, lutēcijs izmanto oksidācijas numurs vienāds ar +3.
Lutecijs ir nosaukts Francijas galvaspilsētas Parīzes pilsētas vārdā. Senatnē, tāpat kā Romas impērijā, pilsētu sauca par Lutetiju. Lai gan lantanīdi tiek plaši izmantoti strauji augošās ekonomikas nozarēs, lutecijam joprojām ir pielietojums. ierobežota, piemēram, lāzeru, optisko instrumentu, keramikas ražošanā un eksperimentālā ārstēšanā smagos gadījumos vēzis.
Skatīt arī: Kādi ir iekšējās pārejas elementi?
Lutēcijs Kopsavilkums
Lutēcijs ir metāls, kas pieder pie lantanīdu klases vai metāli retas zemes.
Metāla formā tam ir pelēcīgi balta krāsa.
Šķīdumā tā NOx vienmēr ir +3.
To parasti iegūst kā blakusproduktu, iegūstot citus lantanīdus vai itriju.
Tā ražošana ir apgrūtināta, to veic reducējot ar kalciju.
Lutēcijs tiek izmantots maz, jo vairāk tiek izmantots lāzeru, keramikas un optisko instrumentu ražošanā.
Tās atklājums ir francūža Žorža Urbeina nopelns.
Lutēcija īpašības
Simbols: Lu
Atomu skaits: 71
Atomu masa: 174,9668 c.u.s.
Elektronegativitāte: 1,27
Sadales punkts: 1663 °C
Vārīšanās punkts: 3402 °C
Blīvums: 9,841 g.cm-3 (pie 25 °C)
Elektroniskā konfigurācija: [Xe] 6s2 4f14 5d1
Ķīmiskā sērija: retzemju metāli, lantanīdi
Lutēcija raksturojums
Lutēcijs ir a mīksts pelēcīgi balts metāls, stabilizējies pret oksidēšanos, jo uz tās virsmas veidojas plāns oksīda slānis. Šķīdumā un savienojumu veidā lutēcijs satur oksidācijas skaitlis ir vienāds ar +3.
Viņš reaģē ar visiem halogēnitomēr hlora gadījumā (Cl2), broms (Br2) un jodu (I2), halogenīdus iegūst lutēcija (III) oksīda reakcijā ar atbilstošā hidrāta ūdens šķīdumu. Sākotnēji lutēcija (III) halogenīdu iegūst hidratētā veidā, un pēc tam tas ir jādehidrē vai nu ar siltumu, vai izmantojot žāvēšanas līdzekli.
Lu2THE3 + 6 HCl → 2 LuCl3(Ak2)6
peļņa3(Ak2)6 → LuCl3 + 6 stundas2THE
Tomēr lutēcijam ir 50 zināmi izotopi, tikai divi sastopami dabiski, kas ir:
176Lu, stabils, kas atbilst 97,41% dabiskā lutēcija;
175Lu, radioaktīvs, ar Pus dzīve apmēram 40 miljardus gadu, kas atbilst 2,59% dabiskā lutēcija.
lutēcijs ir diskusijā par elementiem, kuriem jābūt zem itrijs un skandijs3 grupā no Periodiskā tabula. Pastāv šaubas par to, vai zem itrija ir jābūt lantānam un aktīnijam vai lutecijam un laurensam.
Patiesība ir tāda, ka IUPAC atstāja šo jautājumu neskaidru, pat izveidojot darba grupu, lai rastu risinājumu. Tādējādi lielākajā daļā periodisko tabulu lutēcijs ir 15 elementu grupā, kas pazīstami kā retzemju metāli, kas sākas ar lantānu un beidzas ar pašu lutēciju.
Kur var atrast lutēciju?
Nav neviena minerāla, kura galvenā sastāvdaļa būtu lutēcijs. Tādējādi liela daļa tās ražošanas notiek kā itrija ieguves blakusprodukts, galvenokārt minerālos bastnazīts un monacīts. Šo divu minerālu sastāvā ir liels daudzums retzemju metālu, tomēr lutēcijs (Lu formā2THE3) tajos ir mazāk par 0,1 masas%.
Turklāt jāatzīmē, ka minerāli, kas ir lielāks Lu2O3 masas daudzums ir šādi:
ksenotīms ar 0,8 masas %;
eudialīts ar 0,3 masas %;
ferguzonīts ar 0,2 masas %.
Izlasi arī: Cērijs — vēl viens metāls, kas pieder pie lantanīdu grupas
Lutēcija iegūšana
Lutecija iegūšana metāliskā un tīrā veidā ir nesena ķīmijas vēsture. Faktiski tiek uzskatīts, ka tas ir viens no visgrūtāk (ja ne visgrūtāk) iegūstamajiem elementiem. Galvenā tehnika sastāv no LuCl samazināšana3 vai LuF3bezūdens produkti, izmantojot metālisko kalciju, reakcijā, kuras temperatūra sasniedz 1470 °C.
Vēl viens sarežģīts faktors ir tas šādai reakcijai jānotiek reta spiediena apstākļos, diapazonā no 10-4 spiediens paskals (tikai salīdzinājumam, jūras līmenī spiediens ir 101 325 paskali). Procesa reakcija ir šāda:
3 Ca (l) + 2 LuF3 (l) → 3 CaF2 (l) + 2 Lu (l)
Iegūtais šķidrais maisījums ir neviendabīgs, kas atvieglo fluorīda atdalīšanu no kalcijs lutēcija. Pēc atdalīšanas lutēcijs tiek cietināts un pēc tam attīrīts.
Lutēcija pielietojums
Lutēcija lietojumi joprojām ir ierobežoti. Tā kā lutecijs ir visdārgākais no visiem lantanīdiem, kura cena ir 100 USD/g, tas tiek izmantots optisko lēcu, keramikas un lāzeru ražošana.
izotops 177Lu ir izmantots eksperimentāla ārstēšana pret smagiem gadījumiem vēzis. Šajā gadījumā olbaltumvielas saistās ar lutēciju un izmanto to jonizējošā radiācija lai iznīcinātu vēža šūnas.
Kā hafnijs, luteciju var izmantot, lai ģeoloģiskā datēšana. Šo metodi, starp citu, izmantoja, lai kvantitatīvi noteiktu retzemju metālus (tostarp pašu lutēciju) Bou Regreg upes minerālu atradnēs Marokā.
lutēcija vēsture
71. elements pirmo reizi neatkarīgi izolēts 1907. gadā, pamatojoties uz minerālu paraugiem, kas saturēja labu daudzumu iterbija oksīda, kas ir viens no pēdējiem lantanīdiem. Tādējādi tiek uzskatīts, ka lutēcijs arī bija daļa no šī minerāla parauga sastāva. Tomēr divi zinātnieki apgalvoja, ka ir atbildīgi par 71. elementa atklāšanu.
Pirmais, francūzis Žoržs Urbeins, aprakstīja, ka iterbiju, ko 1879. gadā atklāja Žans de Marinjaks, var iedalīt divos jaunos elementos: iterbijā (vai neo-iterbijā) un lutecijā. Izrādās, ka šie divi elementi bija identiski elementiem aldebarnium un cassiopeio. Tos atklāja austrietis Karls Auers fon Velsbahs.
1909. gadā Starptautiskā atomsvaru komisija nometa āmuru, un tika nolemts, ka Žoržs Urbans viņš bija atklājuma autors, saglabājot lutecija nosaukumu jaunajam elementam.
Jāatzīmē, ka vārds lutecijs attiecas uz terminu lutetia, agrākais Parīzes pilsētas nosaukums, Francijas galvaspilsēta, jo senatnē, tāpat kā Romas impērija, pilsētu sauca Lutetia.
Interesanti, ka vairākus gadus pēc fon Velsbaha kasiopeio pamešanas 2009. gadā Iupac oficiāli atklāja elementu 112, kura pieņemtais nosaukums bija kopernicijs. Sākotnēji izmantotais simbols būtu Cp, bet sakarā ar cassiopeio (kas izmantoja šo simbolu un joprojām saglabāts vācu valodā, lai apzīmētu lutēciju), Iupac nolēma ieviest simbolu Cn elementam 112.
Vingrinājumi atrisināti uz lutēcija
jautājums 1
Lutecijs, tāpat kā citi lantanīdi, šķīdumā satur NOx +3. Kurai no šīm vielām ir elements šādā oksidācijas stāvoklī?
A) LuF
B) LuCl2
C) Lū2THE3
D) LuBr4
E) Lū2es
Izšķirtspēja:
Alternatīva C
THE fluors ir NOx vienāds ar -1. Pārējie halogēni, ja to nav atoms skābekļa formulā, ir arī uzlādēti ar -1. jau skābeklis ir maksa -2. Tādējādi lutēcija NOx aprēķins katrā vielā ir šāds:
LuF: x + (–1) = 0 → x = +1; tik nepareiza atbilde.
peļņa2: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; tik nepareiza atbilde.
Lu2THE3: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; tik pareiza atbilde.
LuBr4: x + 4(–1) = 0 → x – 4 = 0 → x = +4; tik nepareiza atbilde.
Lu2I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; tik nepareiza atbilde.
2. jautājums
THE 177Lu ir izmantots dažu smagu vēža gadījumu eksperimentālā ārstēšanā. Novērojot šādu izotopu un zinot, ka elementa atomskaitlis ir vienāds ar 71, kāds ir neitronu skaits šajā izotopā?
A) 177
B) 71
C) 248
D) 106
E) 108
Izšķirtspēja:
Alternatīva D
Lu atomskaitlis ir vienāds ar 71. Tātad, skaits neitroni var aprēķināt pēc šādas formulas:
A = Z + n
kur A ir skaitlis atomu masa, Z ir atomskaitlis, un n ir neitronu skaits. Aizstājot vērtības, mums ir:
177 = 71 + n
n = 177–71
n = 106
Autors Stefano Araújo Novais
Ķīmijas skolotājs
