НАШИ лютеций, символ Лу и атомный номер 71 — химический элемент Периодической таблицы, относящийся к группе лантаноидов (известных как редкоземельные металлы). Это трудный для производства металл, и его можно получить как побочный продукт добычи других лантаноидов или из иттриевых руд. В металлической форме он имеет серовато-белый цвет и устойчив к коррозии. В растворе, как и другие лантаноиды, лютеций принимает степень окисления равно +3.
Лютеций назван в честь города Парижа, столицы Франции. В древности, как и в Римской империи, город назывался Лютеция. Хотя лантаноиды широко используются в быстрорастущих секторах экономики, лютеций все еще имеет применение. ограничено, например, при производстве лазеров, оптических инструментов, керамики и при экспериментальном лечении тяжелых случаев рак.
Смотрите также: Что такое внутренние переходные элементы?
Темы в этой статье
- 1 - Резюме по лютецию
- 2 - Свойства лютеция
- 3 - Характеристики лютеция
- 4 - Где можно найти лютеций?
- 5 - Получение лютеция
- 6 - Применение лютеция
- 7 - История лютеция
- 8 - Решенные упражнения на лютеций
Лютеций Резюме
Лютеций представляет собой металл, относящийся к классу лантанидов или металлы редкие земли.
В металлическом виде имеет серовато-белый цвет.
В растворе его NOx всегда +3.
Обычно его получают как побочный продукт добычи других лантаноидов или иттрия.
Его образование затруднено, так как осуществляется путем восстановления кальцием.
Есть несколько применений лютеция, он больше используется в производстве лазеров, керамики и оптических инструментов.
Его открытие приписывают французу Жоржу Урбену.
Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще ;)
Свойства лютеция
Условное обозначение: Лу
Атомный номер: 71
Атомная масса: 174,9668 у.е.
Электроотрицательность: 1,27
Точка слияния: 1663 °С
Точка кипения: 3402 °С
Плотность: 9,841 г.см-3 (при 25°С)
Электронная конфигурация: [Хе] 6с2 4f14 5д1
Химическая серия: редкоземельные металлы, лантаноиды
Характеристики лютеция
Лютеций представляет собой мягкий серовато-белый металл, стабилизированный от окисления за счет образования на его поверхности тонкого оксидного слоя. В растворе и в виде соединений лютеций имеет степень окисления равна +3.
Он реагирует на все галогены, однако в случае хлора ( Cl2), бром (Br2) и йод (I2), галогениды получают реакцией оксида лютеция (III) с водным раствором соответствующего гидрата. Первоначально галогенид лютеция (III) получают в гидратированной форме, а затем его необходимо дегидратировать либо с помощью нагревания, либо с помощью осушителя.
Лу2НАШИ3 + 6 HCl → 2 LuCl3(ОЙ2)6
выгода3(ОЙ2)6 → LuCl3 + 6 часов2НАШИ
Однако лютеций имеет 50 известных изотопов. только два встречаются в природе, существование:
176Lu, стабильный, соответствующий 97,41% природного лютеция;
175Лу, радиоактивный, с период полураспада примерно 40 миллиардов лет, что соответствует 2,59% природного лютеция.
лютеций находится в обсуждении элементов, которые должны быть ниже иттрий и скандийв 3 группе Периодическая таблица. Остаются сомнения относительно того, должны ли ниже иттрия находиться лантан и актиний или лютеций и лауренций.
Правда в том, что IUPAC оставил вопрос неоднозначным, даже сформировав рабочую группу для поиска решения. Таким образом, в большинстве периодических таблиц лютеций находится в группе из 15 элементов, известных как редкоземельные металлы, который начинается с лантана и заканчивается самим лютецием.
Где можно найти лютеций?
Не существует минерала, основным компонентом которого является лютеций. Таким образом, большая часть его производства происходит как побочный продукт добычи иттрия, в основном минералы бастназит и монацит. Эти два минерала имеют в своем составе большое количество редкоземельных металлов, однако лютеций (в форме Lu2НАШИ3) содержит менее 0,1% по массе.
Кроме того, примечательно, что полезные ископаемые, которые имеют более высокое массовое количество Lu2O3 являются следующими:
ксенотим, 0,8% по массе;
эвдиалит, 0,3% по массе;
фергусонита, с 0,2% масс.
Читайте также: Церий — еще один металл, относящийся к группе лантанидов.
Получение лютеция
Получение лютеция в металлическом и чистом виде относится к недавним событиям в истории химии. На самом деле, считается, что это один из самых сложных (если не самый сложный) элементов для получения. Основная техника состоит из восстановление LuCl3 или LuF3безводные продукты с использованием металлического кальция, в реакции которых температура достигает 1470 °С.
Еще одним осложняющим фактором является то, что такая реакция должна протекать в условиях разреженного давления, в пределах 10-4 давление паскаль (для сравнения, на уровне моря давление 101 325 паскалей). Реакция процесса следующая:
3 Ca(л) + 2 LuF3 (л) → 3 CaF2 (л) + 2 Лу (л)
Полученная жидкая смесь неоднородна, что способствует отделению фтора от кальций лютеция. После отделения лютеций затвердевает, а затем очищается.
Применение лютеция
Применения лютеция все еще немногочисленны. Будучи самым дорогим из всех лантаноидов, с ценой в диапазоне 100 долларов США за г, лютеций используется в производство оптических линз, керамики и лазеров.
изотоп 177Лу использовался в экспериментальные методы лечения тяжелых случаев рак. В этом случае белки связываются с лютецием и используют его ионизирующее излучение для уничтожения раковых клеток.
Как гафний, лютеций можно использовать для геологическое датирование. Этот метод, кстати, использовался для количественного определения редкоземельных металлов (включая сам лютеций) в месторождениях полезных ископаемых реки Бу-Регрег в Марокко.
история лютеция
элемент 71 был независимо выделен впервые в 1907 г., на основе образцов минералов, содержащих большое количество оксида иттербия, одного из последних лантаноидов. Таким образом, считается, что лютеций также входил в состав этого минерального образца. Однако двое ученых заявили о своей ответственности за открытие 71-го элемента.
Первый, француз Жорж Урбен, описал, что иттербий, открытый в 1879 году Жаном де Мариньяком, можно разделить на два новых элемента: иттербий (или неоиттербий) и лютеций. Оказывается, эти два элемента были идентичны элементам альдебарнию и кассиопеио. Их обнаружил австриец Карл Ауэр фон Вельсбах.
В 1909 году Международная комиссия по атомным весам опустила молоток, и было решено, что Жорж Урбан он был автор открытия, сохранив название лютеция для нового элемента.
Примечательно, что слово лютеций относится к термину лютеция, прежнее название города Париж, столица Франции, поскольку в древности, как и в Римская империя, город назывался Лютецией.
Интересно, что спустя годы после того, как кассиопея фон Вельсбаха осталась позади, в 2009 году Юпак официально открыл элемент 112, принятое название которого было коперниций. Первоначально был принят символ Cp, но из-за cassiopeio (который использовал этот символ и до сих пор сохраненный в немецком языке для обозначения лютеция), Юпак решил ввести символ Cn для обозначения элемента. 112.
Упражнения, решаемые на лютеций
Вопрос 1
Лютеций, как и другие лантаноиды, в растворе представляет собой NO x +3. Какое из перечисленных веществ имеет элемент в этой степени окисления?
А) ЛуФ
Б) LuCl2
С) Лу2НАШИ3
Г) ЛуБр4
Е) Лу2я
Разрешение:
Альтернатива С
НАШИ фтор имеет NOx, равный -1. Остальные галогены в отсутствие атом кислорода в формуле также заряжены -1. уже кислород имеет заряд -2. Таким образом, расчет NOx лютеция в каждом веществе дается следующим образом:
LuF: х + (–1) = 0 → х = +1; так неправильный ответ.
выгода2: х + 2(–1) = 0 → х – 2 = 0 → х = +2; так неправильный ответ.
Лу2НАШИ3: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; так правильный ответ.
ЛуБр4: х + 4(–1) = 0 → х – 4 = 0 → х = +4; так неправильный ответ.
Лу2I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; так неправильный ответ.
вопрос 2
НАШИ 177Лу использовался в экспериментальном лечении некоторых тяжелых случаев рака. При наблюдении такого изотопа и зная, что атомный номер элемента равен 71, каково число нейтронов в этом изотопе?
А) 177
Б) 71
В) 248
Г) 106
Е) 108
Разрешение:
Альтернатива D
Атомный номер Lu равен 71. Итак, количество нейтроны можно рассчитать по следующей формуле:
А = Z + п
где А - количество атомная масса, Z — атомный номер, n — число нейтронов. Подставляя значения, имеем:
177 = 71 + н
п = 177 - 71
п = 106
Стефано Араужо Новаис
Учитель химии