ТХЕ лутецијум, симбол Лу и атомски број 71, је хемијски елемент периодног система који припада групи лантанида (познатих као ретки земни метали). То је метал који се тешко производи и може се добити као нуспроизвод ископавања других лантанида или путем руда итријума. У свом металном облику, има сивкасто белу боју и отпоран је на корозију. У раствору, као и други лантаниди, лутецијум усваја оксидациони број једнако +3.
Лутецијум је добио име по граду Паризу, француској престоници. У античко доба, као иу Римском царству, град се звао Лутетиа. Иако се лантаниди широко користе у привредним секторима који брзо расту, лутецијум и даље има примену. ограничено, као што је у производњи ласера, оптичких инструмената, керамике и у експерименталним третманима за тешке случајеве рак.
Погледајте такође: Који су унутрашњи прелазни елементи?
Лутетиум Суммари
Лутецијум је метал који припада класи лантанида или метали ретке земље.
У металном облику, има сивкасто белу боју.
У раствору, његов НОк је увек +3.
Обично се добија као нуспроизвод ископавања других лантанида или итријума.
Његова производња је отежана, а спроводи се редукцијом са калцијумом.
Постоји неколико употреба лутецијума, који се више користи у производњи ласера, керамике и оптичких инструмената.
За његово откриће заслужан је Француз Жорж Урбен.
Својства лутецијума
Симбол: Лу
Атомски број: 71
Атомска маса: 174.9668 ц.у.с.
електронегативност: 1,27
Тачка спајања: 1663 °Ц
Тачка кључања: 3402 °Ц
Густина: 9.841 г.цм-3 (на 25 °Ц)
Електронска конфигурација: [Ксе] 6с2 4ф14 5д1
Хемијска серија: ретки земни метали, лантаниди
Карактеристике лутецијума
Лутецијум је а меки сивкасто бели метал, стабилизован против оксидације услед формирања танког оксидног слоја на његовој површини. У раствору и у облику једињења лутецијум има оксидациони број једнак +3.
Он реагује са свима халогени, међутим, у случају хлора (Цл2), бром (Бр2) и јод (И2), халогениди се добијају реакцијом лутецијум (ИИИ) оксида са воденим раствором одговарајућег хидрата. У почетку се лутецијум (ИИИ) халид добија у хидратизованом облику, а затим се мора дехидрирати, било топлотом или употребом средства за сушење.
Лу2ТХЕ3 + 6 ХЦл → 2 ЛуЦл3(ОХ2)6
профит3(ОХ2)6 → ЛуЦл3 + 6 сати2ТХЕ
Лутецијум има 50 познатих изотопа, међутим, само два се јављају природно, бити:
176Лу, стабилан, одговара 97,41% природног лутецијума;
175Лу, радиоактивна, са полу живот отприлике 40 милијарди година, што одговара 2,59% природног лутецијума.
лутецијум је у расправи о елементима који морају бити испод итријум и скандијуму групи 3 од Периодни систем. И даље постоји сумња да ли испод итријума морају бити лантан и актинијум или лутецијум и лауренце.
Истина је да је ИУПАЦ то питање оставио двосмисленим, чак је и формирао радну групу за проналажење решења. Дакле, у већини периодних табела, лутецијум је у групи од 15 елемената познатих као ретки земни метали, који почиње лантаном и завршава се самим лутецијумом.
Где се може наћи лутецијум?
Не постоји минерал који има лутецијум као свој главни састојак. Дакле, велики део његове производње се дешава као нуспроизвод ископавања итријума, углавном у минералима бастназит и моназит. Ова два минерала у свом саставу имају велику количину ретких земних метала, међутим лутецијум (у облику Лу2ТХЕ3) има мање од 0,1% масе у себи.
Штавише, вреди напоменути да је минерали који имати већа масена количина Лу2О3 су следећи:
ксенотим, са 0,8% масе;
еудијалит, са 0,3% масе;
фергусонита, са 0,2% масе.
Прочитајте такође: Церијум — још један метал који припада групи лантанида
Добијање лутецијума
Добијање лутецијума у металном и чистом облику је недавно у историји хемије. У ствари, верује се да је то један од најтежих (ако не и најтежих) елемената за добијање. Главна техника се састоји од Редукција ЛуЦл3 или ЛуФ3безводни производи који користе метални калцијум, у реакцији чија температура достиже 1470 °Ц.
Још један компликован фактор је то таква реакција се мора одвијати у условима разређеног притиска, у распону од 10-4 притисак паскала (само за поређење, на нивоу мора притисак је 101.325 паскала). Реакција процеса је следећа:
3 Ца (л) + 2 ЛуФ3 (л) → 3 ЦаФ2 (л) + 2 Лу (л)
Добијена течна смеша је хетерогена, што олакшава одвајање флуорида од калцијум од лутецијума. Након одвајања, лутецијум се учвршћује, а затим пречишћава.
Примене лутецијума
Примене лутецијума су још увек ретке. Као најскупљи од свих лантанида, са ценом у распону од 100 УСД/г, лутецијум се користи у производња оптичких сочива, керамике и ласера.
изотоп 177Лу је коришћен у експериментални третмани против тешких случајева рак. У овом случају, протеини се везују за лутецијум и користе га јонизујућег зрачења да уништи ћелије рака.
како хафнијум, лутецијум се може користити за геолошко датирање. Ова техника је, иначе, коришћена за квантификацију ретких земних метала (укључујући и сам лутецијум), у минералним наслагама реке Боу Регрег, у Мароку.
историја лутецијума
елемент 71 је први пут самостално изолован 1907. године, на основу минералних узорака који су садржали добру количину итербијум оксида, једног од последњих лантанида. Тако се верује да је и лутецијум био део састава овог минералног узорка. Међутим, два научника су тврдила да су одговорна за откриће елемента 71.
Први, Француз Жорж Урбен, описао је да се итербијум, који је 1879. открио Жан де Марињак, може раздвојити на два нова елемента: итербијум (или нео-итербијум) и лутецијум. Испоставило се да су ова два елемента била идентична елементима алдебарнијума и касиопеја. Открио их је Аустријанац Карл Ауер фон Велсбах.
Године 1909. Међународна комисија за атомске тегове одбацила је чекић и одлучено је да Георгес Урбан Он је био аутор открића, задржавајући име лутецијума за нови елемент.
Важно је напоменути да реч лутецијум се односи на појам лутетиа, некадашњи назив града Париза, француска престоница, од давнина, као у Римско царство, град се звао Лутетиа.
Занимљиво је да је годинама након што је фон Велсбахов касиопејо заостао, 2009. године, Иупак је озваничио откриће елемента 112, чије је усвојено име било коперникијум. Првобитно би усвојен симбол био Цп, али због касиопеја (који је користио овај симбол и даље одржава на немачком језику за означавање лутецијума), Иупац је одлучио да уведе симбол Цн за елемент 112.
Решене вежбе на лутецијуму
Питање 1
Лутецијум, као и остали лантаниди, у раствору представља НОк +3. Која од следећих супстанци има елемент у овом оксидационом стању?
А) ЛуФ
Б) ЛуЦл2
Ц) Лу2ТХЕ3
Д) ЛуБр4
Е) Лу2И
Резолуција:
Алтернатива Ц
ТХЕ флуор има НОк једнак -1. Остали халогени, у одсуству атом кисеоника у формули, такође су напуњени са -1. већ је кисеоника има наелектрисање од -2. Дакле, израчунавање НОк лутецијума у свакој супстанци је дато на следећи начин:
ЛуФ: к + (–1) = 0 → к = +1; тако погрешан одговор.
профит2: к + 2(–1) = 0 → к – 2 = 0 → к = +2; тако погрешан одговор.
Лу2ТХЕ3: 2к + 3(–2) = 0 → 2к – 6 = 0 → к = +3; па тачан одговор.
ЛуБр4: к + 4(–1) = 0 → к – 4 = 0 → к = +4; тако погрешан одговор.
Лу2И: 2к + (–1) = 0 → 2к – 1 = 0 → к = +½; тако погрешан одговор.
питање 2
ТХЕ 177Лу је коришћен у експерименталном лечењу неких тешких случајева рака. Када посматрате такав изотоп, а знајући да је атомски број елемента једнак 71, колики је број неутрона у овом изотопу?
А) 177
Б) 71
в) 248
Д) 106
Е) 108
Резолуција:
Алтернатива Д
Атомски број Лу је једнак 71. Дакле, број од неутрони може се израчунати по следећој формули:
А = З + н
где је А број атомска маса, З је атомски број, а н је број неутрона. Заменивши вредности, имамо:
177 = 71 + н
н = 177 - 71
н = 106
Аутор Стефано Араухо Новаис
наставник хемије