THE лютецій, символ Лу і атомний номер 71, є хімічним елементом періодичної таблиці, що належить до групи лантаноїдів (відомих як рідкоземельні метали). Це важкий для виробництва метал, його можна отримати як побічний продукт видобутку інших лантаноїдів або з ітрієвих руд. У своїй металевій формі він має сірувато-білий колір і стійкий до корозії. У розчині, як і інші лантаноїди, лютецій приймає ступінь окиснення дорівнює +3.
Лютецій названий на честь міста Парижа, столиці Франції. У давнину, як і в Римській імперії, місто називалося Лютеція. Хоча лантаноїди широко використовуються в секторах економіки, що швидко розвиваються, лютецій все ще має застосування. обмежені, наприклад, у виробництві лазерів, оптичних інструментів, кераміки та в експериментальному лікуванні важких випадків рак.
Дивіться також: Що таке внутрішні перехідні елементи?
Резюме Лютецій
Лютецій - це метал, що відноситься до класу лантаноїдів або метали рідкісні землі.
У металевій формі він має сірувато-білий колір.
У розчині його NOx завжди дорівнює +3.
Зазвичай його отримують як побічний продукт видобутку інших лантаноїдів або ітрію.
Його вироблення гальмується, здійснюється відновленням кальцієм.
Лютецій мало застосувань, він більше використовується у виробництві лазерів, кераміки та оптичних інструментів.
Його відкриття приписують французу Жоржу Урбену.
Властивості лютецію
Символ: Лу
Атомний номер: 71
Атомна маса: 174,9668 ц.у.с.
Електронегативність: 1,27
Точка злиття: 1663 °C
Точка кипіння: 3402 °C
Щільність: 9,841 г.см-3 (при 25 °C)
Електронна конфігурація: [Xe] 6 с2 4f14 5d1
Хімічний ряд: рідкоземельні метали, лантаноїди
Характеристика лютецію
Лютецій - це а м'який сірувато-білий метал, стабілізований проти окислення за рахунок утворення на його поверхні тонкого оксидного шару. У розчині і у вигляді сполук лютецій має ступінь окиснення дорівнює +3.
Він реагує з усіма галогени, однак, у випадку хлору (Cl2), бром (Br2) і йод (І2), галогеніди отримують шляхом реакції між оксидом лютецію (III) з водним розчином відповідного гідрату. Спочатку галогенід лютецію (III) отримують у гідратованій формі, а потім його необхідно зневоднювати за допомогою тепла або за допомогою осушувача.
Лу2THE3 + 6 HCl → 2 LuCl3(О2)6
прибуток3(О2)6 → LuCl3 + 6 годин2THE
Лютецій має 50 відомих ізотопів, однак, тільки два трапляються в природі, будучи:
176Lu, стабільний, що відповідає 97,41% природного лютецію;
175Лу, радіоактивний, с півжиття приблизно 40 мільярдів років, що відповідає 2,59% природного лютецію.
лютецій є в обговоренні елементів, які повинні бути нижче ітрій і скандійв 3 групі Періодична таблиця. Залишаються сумніви щодо того, чи мають бути нижче ітрію лантан і актиній, чи лютецій і лаурент.
Правда полягає в тому, що IUPAC залишив це питання неоднозначним, навіть сформувавши робочу групу для вирішення. Таким чином, у більшості періодичних таблиць лютецій входить до групи з 15 елементів, відомих як рідкоземельні метали, який починається з лантану і закінчується самим лютецієм.
Де можна знайти лютецій?
Немає жодного мінералу, основним компонентом якого є лютецій. Таким чином, значна частина його виробництва відбувається як побічний продукт видобутку ітрію, в основному в мінералах басназит і монацит. Ці два мінерали мають у своєму складі велику кількість рідкоземельних металів, однак лютецій (у вигляді Lu2THE3) має в них менше 0,1% маси.
Крім того, варто відзначити, що мінерали, що мають більша масова кількість Lu2O3 є такими:
ксенотим, 0,8% мас.;
евдіаліту 0,3% мас.;
фергузоніту, 0,2% мас.
Читайте також: Церій — ще один метал, що належить до групи лантаноїдів
Отримання лютецію
Отримання лютецію в металевому і чистому вигляді є недавнім в історії хімії. Насправді, вважається, що це один з найскладніших (якщо не найскладніших) елементів для отримання. Основна техніка складається з Зниження LuCl3 або LuF3безводні продукти з використанням металевого кальцію в реакції, температура якої досягає 1470 °C.
Ще один ускладнюючий фактор – це така реакція має відбуватися в умовах розрідженого тиску, в діапазоні 10-4 тиск паскаль (для порівняння, на рівні моря тиск становить 101 325 паскаль). Реакція процесу виглядає наступним чином:
3 Ca (л) + 2 LuF3 (л) → 3 CaF2 (л) + 2 лю (л)
Отримана рідка суміш є неоднорідною, що полегшує відділення фтору від кальцій лютецію. Після відділення лютецій застигають, а потім очищають.
Аплікації лютецію
Застосування лютецію все ще рідкісні. Як найдорожчий з усіх лантаноїдів з ціною в діапазоні 100 доларів США/г, лютецій використовується в виробництво оптичних лінз, кераміки та лазерів.
ізотоп 177Лу використовувався в експериментальні методи лікування важких випадків рак. У цьому випадку білки зв’язуються з лютецієм і використовують його іонізуюче випромінювання для знищення ракових клітин.
Як гафній, лютецій можна використовувати для геологічне датування. Ця техніка, до речі, була використана для кількісної оцінки рідкоземельних металів (включаючи сам лютецій) у родовищах корисних копалин річки Бу-Регрег у Марокко.
історія лютецію
елемент 71 вперше була незалежно ізольована в 1907 році, на основі мінеральних зразків, які містили хорошу кількість оксиду ітербію, одного з останніх лантаноїдів. Таким чином, вважається, що лютецій також входив до складу цього мінерального зразка. Однак двоє вчених заявили, що відповідальні за відкриття елемента 71.
Перший, француз Жорж Урбен, описав, що ітербій, відкритий у 1879 році Жаном де Маріньяком, можна розділити на два нових елементи: ітербій (або неоітербій) і лютецій. Виявилося, що ці два елементи були ідентичними елементам альдебарнію і кассіопеї. Їх відкрив австрійець Карл Ауер фон Вельсбах.
У 1909 році Міжнародна комісія з атомних ваг скинула молот, і було вирішено, що Жорж Урбан він був автор відкриття, зберігаючи назву лютецій для нового елемента.
Примітно, що слово лютецій відноситься до терміну лютеція, колишня назва міста Парижа, французька столиця, з давніх часів, як і в с Римська імперія, місто називалося Лютеція.
Цікаво, що через багато років після того, як касіопея фон Вельсбаха залишилася позаду, у 2009 році Юпак офіційно оголосив відкриття елемента 112, прийнята назва якого — коперніцій. Спочатку використовувався символ Cp, але через cassiopeio (який використовував цей символ і досі підтримується німецькою мовою для позначення лютецію), Іупак вирішив запровадити символ Cn для елемента 112.
Вправи, розв’язані на лютецій
питання 1
Лютецій, як і інші лантаноїди, містить у розчині NOx +3. Яка з наведених речовин має елемент у цьому ступені окиснення?
А) LuF
Б) LuCl2
В) Лу2THE3
D) LuBr4
E) Лу2я
Роздільна здатність:
Альтернатива C
THE фтору має NOx, що дорівнює -1. Інші галогени, за відсутності атом кисню у формулі, також заряджені -1. вже кисень має заряд -2. Таким чином, розрахунок NOx лютецію в кожній речовині наводиться таким чином:
LuF: x + (–1) = 0 → x = +1; так неправильна відповідь.
прибуток2: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; так неправильна відповідь.
Лу2THE3: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; так правильна відповідь.
LuBr4: x + 4(–1) = 0 → x – 4 = 0 → x = +4; так неправильна відповідь.
Лу2I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; так неправильна відповідь.
питання 2
THE 177Lu використовувався для експериментального лікування деяких важких випадків раку. При спостереженні за таким ізотопом і знаючи, що атомний номер елемента дорівнює 71, яка кількість нейтронів у цьому ізотопі?
А) 177
Б) 71
в) 248
Г) 106
E) 108
Роздільна здатність:
Альтернатива Д
Атомний номер Lu дорівнює 71. Отже, кількість нейтронів можна розрахувати за такою формулою:
A = Z + n
де А - кількість атомна маса, Z — атомний номер, n — кількість нейтронів. Підставляючи значення, маємо:
177 = 71 + n
n = 177 - 71
n = 106
Стефано Араухо Новаїс
Вчитель хімії
