Lutecio
| lutecio | ||||
|---|---|---|---|---|
| ← Iterbio | Hafnio → | ||||
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| Apariencia de una sustancia simple. | ||||
| Muestras de lutecio purificado | ||||
| Propiedades del átomo | ||||
| Nombre, símbolo, número | Lutecio / Lutecio (Lu), 71 | |||
| Grupo , período , bloque |
3 (obsoleto 3), 6, elemento f |
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| Masa atómica ( masa molar ) |
174.9668(1) [1] a. m.e. ( g / mol ) | |||
| Configuración electrónica | [Xe] 6s 2 4f 14 5d 1 | |||
| Radio del átomo | 175 horas | |||
| Propiedades químicas | ||||
| radio covalente | 156 p. m. | |||
| Radio de iones | (+3e) 85 h | |||
| Electronegatividad | 1,27 (escala de Pauling) | |||
| Potencial de electrodo | Lu ← Lu 3+ -2,30 V | |||
| Estados de oxidación | +3 | |||
| Energía de ionización (primer electrón) |
513,0 (5,32) kJ / mol ( eV ) | |||
| Propiedades termodinámicas de una sustancia simple. | ||||
| Densidad (en n.a. ) | 9,8404 g/cm³ | |||
| Temperatura de fusión | 1936 k | |||
| Temperatura de ebullición | 3668K _ | |||
| Oud. calor de evaporacion | 414 kJ/mol | |||
| Capacidad calorífica molar | 26,5 [2] J/(K mol) | |||
| Volumen molar | 17,8 cm³ / mol | |||
| La red cristalina de una sustancia simple. | ||||
| Estructura de celosía | Hexagonal | |||
| Parámetros de celosía | a = 3,503, c = 5,551 [3] | |||
| relación c / a | 1.585 | |||
| Otras características | ||||
| Conductividad térmica | (300 K) (16,4) W/(m·K) | |||
| número CAS | 7439-94-3 | |||
| 71 | lutecio |
| Lu174.9668 | |
| 4f 14 5d 1 6s 2 | |
El lutecio ( símbolo químico - Lu , del lat. Lutetium ) es un elemento químico del 3er grupo (según la clasificación obsoleta - un subgrupo lateral del tercer grupo, IIIB) del sexto período del sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev , con número atómico 71.
Pertenece a la familia de los lantánidos .
La sustancia simple lutecio es un metal denso de tierras raras de un color blanco plateado .
Historial de descubrimientos
El elemento óxido fue descubierto de forma independiente en 1907 por el químico francés Georges Urbain , el mineralogista austriaco Carl Auer von Welsbach y el químico estadounidense Charles James . Todos encontraron lutecio como una mezcla en el óxido de iterbio , que a su vez fue descubierto en 1878 como una mezcla en el óxido de erbio , aislado en 1843 del óxido de itrio , descubierto en 1797 en el mineral gadolinita . Todos estos elementos de tierras raras tienen propiedades químicas muy similares. La prioridad de apertura pertenece a J. Urbain.
Origen del nombre
Su descubridor, Georges Urbain, derivó el nombre del elemento del nombre en latín de París : Lutetia Parisiorum . Para el iterbio, del que se separó el lutecio, se propuso el nombre neoytterbium . Von Welsbach, quien cuestionó la prioridad del descubrimiento del elemento, propuso el nombre casiopio ( cassiopium ) para el lutecio, y aldebaranium ( aldebaranium ) para el iterbio, en honor a la constelación del hemisferio norte y la estrella más brillante de la constelación de Tauro . respectivamente. Dada la prioridad de Urbain en separar el lutecio y el iterbio, en 1914 la Comisión Internacional de Pesos Atómicos adoptó el nombre Lutecium , que fue cambiado a Lutetium en 1949 (el nombre ruso no cambió). Sin embargo, hasta principios de la década de 1960, el nombre cassiopy se utilizó en los trabajos de científicos alemanes .
Propiedades
Propiedades físicas
La configuración electrónica completa del átomo de lutecio es: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 1
El lutecio es un metal blanco plateado que se puede mecanizar fácilmente. Es el elemento más pesado entre los lantánidos tanto en términos de peso atómico como de densidad (9,8404 g/cm 3 ). El punto de fusión del lutecio (1663 °C) es el más alto entre todos los elementos de tierras raras. Debido al efecto de compresión de los lantánidos entre todos los lantánidos, el lutecio tiene los radios atómicos e iónicos más pequeños. No radiactivo . es conductora .
Propiedades químicas
Según sus propiedades químicas, el lutecio es un lantánido típico: a temperatura ambiente en el aire, el lutecio se cubre con una densa película de óxido y, a una temperatura de 400 ° C, se oxida. Cuando se calienta, interactúa con halógenos , azufre y otros no metales .
El lutecio reacciona con ácidos inorgánicos para formar sales. Cuando las sales de lutecio solubles en agua ( cloruros , sulfatos , acetatos , nitratos ) se evaporan, se forman hidratos cristalinos .
Cuando las soluciones acuosas de sales de lutecio interactúan con el ácido fluorhídrico , se forma un precipitado muy poco soluble de fluoruro de lutecio LuF3 . El mismo compuesto se puede obtener haciendo reaccionar óxido de lutecio Lu 2 O 3 con fluoruro de hidrógeno gaseoso o flúor .
El hidróxido de lutecio se forma por hidrólisis de sus sales solubles en agua.
Definición analítica
Al igual que otros elementos de tierras raras , se puede determinar fotométricamente con el reactivo Alizarin Red C.
Conseguir
Para obtener lutecio, se aísla de los minerales junto con otros elementos pesados de tierras raras. La separación del lutecio de otros lantánidos se realiza por métodos de extracción , intercambio iónico o cristalización fraccionada, y el lutecio metálico se obtiene por reducción de calcio a partir de fluoruro LuF 3 .
Precios
El precio del lutecio metálico con una pureza de >99,9% es de 3,5-5,5 mil dólares por 1 kg [4] . El lutecio es el más caro de los metales de tierras raras, debido a la dificultad de su aislamiento de una mezcla de elementos de tierras raras y su uso limitado.
Aplicación
Medios de almacenamiento
Los ferrogranates dopados con lutecio (p. ej., granate de gadolinio y galio , GGG) se utilizan para producir medios de almacenamiento CMD ( dominio magnético cilíndrico ).
Materiales láser
Se utiliza para generar radiación láser sobre iones de lutecio. El escandato de lutecio , el galato de lutecio, el aluminato de lutecio , dopados con holmio y tulio , generan radiación con una longitud de onda de 2,69 micras y con iones de neodimio - 1,06 micras, y son excelentes materiales para la producción de láseres militares de alta potencia y para la medicina.
Materiales magnéticos
Las aleaciones para imanes permanentes muy potentes de los sistemas lutecio- hierro - aluminio y lutecio-hierro- silicio tienen una energía magnética muy alta, estabilidad de propiedades y un alto punto de Curie , pero el costo muy alto del lutecio limita su uso solo a los más críticos. áreas de uso (investigación especial, espacio, etc.).
Cerámica conductora resistente al calor
La cromita de lutecio encuentra algún uso .
Física nuclear y energía
El óxido de lutecio encuentra una pequeña cantidad de uso en la tecnología nuclear como absorbente de neutrones , así como también como detector de activación . El silicato de lutecio monocristalino dopado con cerio (LSO) es un muy buen centelleador y, como tal, se utiliza para la detección de partículas en física nuclear, física de partículas , medicina nuclear (particularmente en tomografía por emisión de positrones ).
Superconductividad a alta temperatura
El óxido de lutecio se utiliza para controlar las propiedades de las cerámicas de óxido de metal superconductor.
Metalurgia
La adición de lutecio al cromo y sus aleaciones proporciona mejores características mecánicas y mejora la capacidad de fabricación.
En los últimos años, el considerable interés por el lutecio se debe, por ejemplo, al hecho de que cuando se alean con lutecio varios materiales resistentes al calor y aleaciones a base de níquel-cromo, su vida útil aumenta considerablemente.
Isótopos
El lutecio natural consta de dos isótopos : 175 Lu estable ( abundancia isotópica del 97,41 %) y 176 Lu radioactivo beta de larga duración (abundancia isotópica del 2,59 %, vida media 3,78⋅10 10 años), que se descompone en hafnio-176 estable . El 176 Lu radiactivo se utiliza en uno de los métodos de geocronología y cosmocronología nuclear ( datación con lutecio-hafnio ). También existen 32 radioisótopos artificiales de lutecio (desde 150 Lu hasta 184 Lu), algunos de ellos en estados metaestables (18 en total).
Distribución en la naturaleza
El contenido en la corteza terrestre es de 0,00008% en peso. El contenido en agua de mar es de 0,0000012 mg/l. Los principales minerales industriales son xenotima , euxenita , bastnäsita .
Rol biológico
No juega ningún papel biológico. Las sales solubles de lutecio tienen baja toxicidad.
Notas
- ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Pesos atómicos de los elementos 2011 (Informe Técnico IUPAC ) // Química Pura y Aplicada . - 2013. - Vol. 85 , núm. 5 . - P. 1047-1078 . -doi : 10.1351 / PAC-REP-13-03-02 .
- ↑ Enciclopedia química: en 5 volúmenes / Consejo editorial: Knunyants I. L. (editor en jefe). - Moscú: Enciclopedia soviética, 1990. - T. 2. - S. 619. - 671 p. — 100.000 copias.
- ↑ Lutecio: estructuras cristalinas Archivado el 30 de julio de 2010 en Wayback Machine . WebElements Tabla Periódica de los Elementos.
- ↑ Precios del lutecio . Fecha de acceso: 23 de enero de 2009. Archivado desde el original el 18 de junio de 2008.
Enlaces
 diccionarios y enciclopedias | |
|---|---|
| En catálogos bibliográficos |
| compuestos de lutecio | |
|---|---|
| Bromuro de lutecio (LuBr 3 ) Hidróxido de lutecio (Lu(OH) 3 ) Yoduro de lutecio (LuI 3 ) Nitrato de lutecio (Lu(NO 3 ) 3 ) Óxido de lutecio (Lu 2 O 3 ) Perclorato de lutecio (Lu(ClO 4 ) 3 ) Sulfato de lutecio (Lu 2 (SO 4 ) 3 ) Trimertluthecium (LuHg 3 ) Triplomopentalutecio (Lu 5 Pb 3 ) Fluoruro de lutecio (LuF 3 ) Cloruro de lutecio (LuCl 3 ) | |
| Serie de actividad electroquímica de los metales. | |
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