Лютецій

Лютецій (Lu)
Атомний номер	71
Зовнішній вигляд простої речовини	Рідкоземельний метал. Твердий, щільний. Колір — сріблясто-білий.
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса)	174,967 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома	175 пм
Енергія іонізації (перший електрон)	513,0(5,32) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація	[Xe] 4f14 5d1 6s2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус	156 пм
Радіус іона	(+3e) 85 пм
Електронегативність (за Полінгом)	1,27
Електродний потенціал	Lu←Lu3+ -2,30В
Ступені окиснення	3
Термодинамічні властивості
Густина	9,8404 г/см³
Молярна теплоємність	0,155 Дж/(K моль)
Теплопровідність	(16,4) Вт/(м К)
Температура плавлення	1936 K
Теплота плавлення	n/a кДж/моль
Температура кипіння	3668 K
Теплота випаровування	414 кДж/моль
Молярний об'єм	17,8 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки	гексагональна
Період ґратки	3,510 Å
Відношення c/a	1,585
Температура Дебая	n/a K
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Лютецій (Lu) у Вікісховищі

Лютецій (англ. lutecium, нім. Lutetium n, Kassiopeium n) — хімічний елемент. Символ Lu, атомний номер 71. Це сріблясто-білий, ковкий та пластичний рідкісноземельний метал. Належить до групи лантаноїдів. Зустрічається в природі тільки у зв'язаній формі. Поміж лантаноїдів, через лантаноїдне стиснення, атоми лютецію мають найменший атомний радіус, а елемент лютецій найвищі значення температур плавлення та кипіння.

Загальна інформація

Електронна конфігурація [Xe]4f¹⁴6s²5d¹; період 6, група 3, f-блок (лантаноїд). Утворює лантаноїдні сполуки в ступені окиснення +3. Проста речовина — лютецій. Лютецій — блискучий сріблясто-білий метал. Хімічний елемент належить до лантаноїдів. Хімічно активний. Кристалічна ґратка гексагональна. Відомо більше 20 штучних ізотопів і ядерних ізомерів Л. Густина 9,84 г/см³; t_плав 1660 °C, t_кип 3410 °C. На повітрі Л. покривається щільною стійкою оксидною плівкою, при нагріванні до 400 °C окиснюється. Сер. вміст Л. в земній корі 8·10⁻⁵ мас. %. Як і інші лантаноїди, Л. присутній у невеликих кількостях у багатьох мінералах ітрієвої підгрупи рідкісноземельних елементів (ксенотим, ітріаліт, гадолініт, самарськіт та ін.).

Історія

Відкритий у 1907 р. трьома науковцями незалежно один від одного: К. фон Вельсбахом, Ж.Урбаном та Ч. Джеймсом.

Походження назви

Від латинської назви кельтського поселення Лютеція (лат. Lutetia, чи лат. Lutetia Parisiorum), яке в подальшому переросло в Париж. До початку 1960 років також використовувалась назва касіопій (cassiopium) — запропонована Вельсбахом, хоча з 1914 року офіційно прийнята назва елементу — Lutecium, а з 1949 — Lutetium.

Поширення

Як і інші лантаноїди, Лютецій присутній у невеликих кількостях у багатьох мінералах ітрієвої підгрупи рідкісноземельних елементів (ксенотим, ітріаліт, гадолініт, самарськіт та ін.).

Отримання

Після дещо складного процесу відділення від попутних елементів його переводять оксид лютецію, потім за допомогою HF у фторид. Після чого відновлюють кальцієм. Решту кальцію із сплаву відганяють плавкою у вакуумі. Вперше металічний лютецій отримано у 1953 році

Хімічні властивості

Лютецій на повітрі повільно покривається плівкою оксиду, а при температурі вище 200 °C активно реагує (горить) з киснем повітря з утворенням лютецій (ІІІ) оксиду:

4 Lu + 3 O₂ → 2 Lu₂O₃

Повільно реагує з водою, однак реакція пришвидшується при нагріванні з утворенням гідроксиду, та виділенням водню:

2 Lu + 6 H₂O → 2 Lu(OH)₃ + 3 H₂↑

Лютецій реагує з галогенами:

2 Lu + 3 F₂ → 2 LuF₃ [сіль білого кольору ]

2 Lu + 3 Cl₂ → 2 LuCl₃ [сіль білого кольору]

2 Lu + 3 Br₂ → 2 LuBr₃ [сіль білого кольору ]

2 Lu + 3 I₂ → 2 LuI₃ [сіль коричневого кольору ]

Lu реагує з розбавленою сульфатною кислотою з утворенням безбарвного Lu(III) іону (існує як [Lu(OH₂)₉]³⁺ аква-комплекс) та виділенням водню

2 Lu + 3 H₂SO₄ → 2 Lu³⁺ + 3 SO2−4 + 3 H₂↑

Див. також

• Лантаноїди

Література

• Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2004—2013.

Посилання

Лютецій на webelements.com (англ.)