Készítette: Tóth Krisztián. Web: http://krissz.hu

Lutécium

71
174.97
3
Lu
5d1
4f14
Lutécium
Alapadatok
Név, vegyjel, rendszám lutécium, Lu, 71
Elemi sorozat lantanoidák
Csoport, periódus, mező ?, 6, d
Megjelenés ezüstfehér
Atomtömeg 174,967(1) g/mol
Elektronszerkezet [Xe] 4f14 5d1 6s2
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 32, 9, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) 9,841 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on 9,3 g/cm³
Olvadáspont 1925 K
(1652 °C, 3006 °F)
Forráspont 3675 K
(3402 °C, 6156 °F)
Olvadáshő ca. 22 kJ/mol
Párolgáshő 414 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 26,86 J/(mol·K)
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet hexagonális
Oxidációs állapotok 3
(gyengén bázikus oxid)
Elektronegativitás 1,27 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 523,5 kJ/mol
Atomsugár 175 pm
Atomsugár (számított) 217 pm
Kovalens sugár 160 pm
Egyéb jellemzők
Mágnesség nincs adat
Elektromos ellenállás (r.t.) (poly) 582 nΩ·m
Hővezetési tényező (300 K) 16,4 W/(m·K)
Hőtágulási tényező (r.t.) (poly) 9,9 µm/(m·K)
Young-modulus 68,6 GPa
Nyírási modulus 27,2 GPa
Bulk modulusz 47,6 GPa
Poisson-arányszám 0,261
Vickers-keménység 1160 MPa
Brinell-keménység 893 HB
CAS-szám 7439-94-3

A Lutécium bővebb leírása

A lutécium a periódusos rendszer egyik kémiai eleme. Vegyjele Lu, rendszáma 71. A periódusos rendszernek nem az f-mezőjében, hanem annak d-mezőjében helyezkedik el, ennek ellenére az IUPAC lantanoidaként osztályozza.[1] Azon elemek közé tartozik, melyek a hagyományos osztályozás szerint a ritkaföldfémek közé tartoznak. Egyik izotópját, a 176Lu-ot meteoritok korának meghatározására használják. A lutécium általában az ittriummal együtt fordul elő, fémötvözetekben és vegyi reakciók katalizátoraként alkalmazzák.

Fizikai jellemzői

A lutécium ezüstös-fehér korrózióálló három vegyértékű fém. A ritkaföldfémek között a legnehezebb és legkeményebb, atomsugara a legkisebb.[2] A lantanoidák között a legmagasabb olvadáspontú elem, ez valószínűleg a lantanoidákra jellemző elektronfelhő-összehúzódásra (lantanoida-kontrakció) vezethető vissza.

Története

A lutéciumot (Lutetia latinul Párizst jelent) egymástól függetlenül fedezte fel 1907-ben Georges Urbain francia tudós,[3]Carl Auer von Welsbach báró, osztrák ásványtantudós és Charles James, amerikai vegyész.[4] Mindannyian az itterbium ásványában, szennyezésként találták meg a lutéciumot. Az ásványról Marignac korábban azt feltételezte, hogy teljes egészében itterbiumot tartalmaz.

A lutécium elválasztását az itterbium ásványából először Urbainnek sikerült véghezvinnie és leírnia, ezért őt illette az elnevezés joga. A felfedezés elsősége körüli vita két szakmai cikkben is olvasható, ezekben Urbain és Welsbach kölcsönösen egymást vádolja azzal, hogy olyan eredményeket publikáltak, melyeket a másik kutatásai befolyásoltak.[5][6]

Az elemek elnevezéséért felelős szervezet, a Commission on Atomic Mass 1909-ben döntötte el a vitát azzal, hogy az elsőséget Urbainnek adta, és az ő elnevezését fogadták el hivatalosként. Ezzel a döntéssel az egyetlen probléma az volt, hogy a bizottság négy tagjának egyike maga Urbain volt.[7]

A történet fintora, hogy Charles James, aki szerényen kivonta magát az elsőség körüli vitából, a többieknél sokkal nagyobb léptékben dolgozott, és elvitathatatlanul ő rendelkezett akkoriban a legnagyobb mennyiségű lutéciummal.[8]

Előfordulása

Monazit

A lutécium szinte bármely más ritkaföldfémmel együtt előfordulhat, de nagyon nehéz azoktól szeparálni. A gazdaságosan kitermelhető lutécium a monacit foszfát-ásványban (Ce, La stb.) PO4 fordul elő, melynek lutéciumtartalma 0,003%. A lutécium koncentrációja a földkéregben 0,5 mg/kg. A legfontosabb lelőhelyek Kínában, az Egyesült Államokban, Brazíliában, Indiában, Srí Lankán és Ausztráliában találhatók. A világon összesen kitermelt lutécium mennyisége körülbelül 10 tonna évente.[8] Tiszta lutécium fémet csak az utóbbi időben sikerült előállítani, előkészítése rendkívül bonyolult. A ritkaföldfémek közül az egyik legritkább és legdrágább elem, ára 10 000 dollár/kg körül mozog.[9][10]