Atommasse von Lutetium. Chemisches Element Lutetium. Die sehr hohen Kosten von Lutetium schränken seine weitverbreitete Verwendung erheblich ein.

LUTETIUM, Lu (lat. Lutetium; vom lateinischen Lutetia Parisiorum oder Lutetia - Lutetia , der Name der Hauptstadt des gallischen Stammes der Pariser, dem heutigen Paris * a. Lutecium; N. Lutetium, Kassiopeium; F. Lutecium; Und. lutecio), - chemisches Element Gruppe III Periodensystem, Ordnungszahl 71, Atommasse 174,967, gehört zu den Seltenerdelementen (Yttrium-Untergruppe der Lanthaniden). Natürliches Lutetium wird durch zwei Isotope repräsentiert – 175 Lu (97,4 %) und 176 Lu (2,6 %); Letzteres ist radioaktiv, unterliegt einem R-Zerfall und wandelt sich in das stabile Isotop 176 Hf um, T1/2 = 35,4 Milliarden Jahre. Es sind mehr als 20 künstliche Isotope und Kernisomere von Lutetium bekannt. 1907 von J. Urbain () und unabhängig von K. Auer von Welsbach () und C. James () entdeckt.

Lutetium ist ein weiches silberweißes Metall mit einem hexagonal dicht gepackten Kristallgitter (a = 0,35031 nm, c = 0,5509 nm), einer Dichte von 9840 kg/m3, einem Schmelzpunkt von etwa 1660 °C, einem Siedepunkt von etwa 3410 °C und einer Wärmekapazität 26,5 J/(mol.K), spezifisch elektrischer Widerstand 79,10 -4 (Ohm.m), Temperaturkoeffizient der linearen Ausdehnung 12,5,10 K -1, Poissonzahl 0,233, leicht zu bearbeiten. Lutetium hat eine Oxidationsstufe von +3. An der Luft ist Lutetium mit einem dichten, stabilen Oxidfilm bedeckt und oxidiert beim Erhitzen auf 400 °C. Bei Raumtemperatur reagiert es mit Salz-, Salpeter-, Schwefel- und Orthophosphorsäure erhöhte Temperaturen(bis 200°C) interagiert mit Wasserstoff, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel. Oxid (Sesquioxid) Lu 2 O 3 wird durch thermische Zersetzung von Lutetiumnitrat, Oxalat und anderen Verbindungen über 800 °C gewonnen; Trifluorid (LuF 3) - Niederschlag aus wässrige Lösungen Lutetiumsalze unter Einwirkung von Flusssäure können auch durch Wechselwirkung von Lu 2 O 3 mit gasförmigem HF, F 2 oder NH 4 HF 2, thermische Zersetzung von Ammoniumfluoridkomplexen bei 400–500 ° C usw. erhalten werden; Hydroxid Lu(OH) 3 – durch Behandlung wasserlöslicher Lutetiumsalze mit Alkalien. Der durchschnittliche Gehalt an Lutetium in der Erdkruste beträgt 8-10 -5 Gew.-%, im Meerwasser 1,2.10 -6 mg/l. Saure Gesteine enthalten mehr Lutetium (1,10 –4 %) als basische (6,10 –5 %) und Sedimentgesteine (7,10 –5 %). Wie andere Lanthanoide kommt Lutetium in geringen Mengen in vielen Mineralien der Yttrium-Untergruppe der Seltenerdelemente Xenotim YPO 4, Yttrialit (Y, Th, U, Fe) 2 Si 2 O 7, Gadolinit Y 2 FeBe 2 Si 2 O 10 vor , Samarskit (Y , Er) (Nb, Ta) 2 O 6 usw.

Bei der Verarbeitung der Summe der aus Mineralien isolierten Seltenerdelemente wird Lutetium mit dem Anteil der schweren Seltenerdelemente freigesetzt. Lutetium wird durch Extraktions- und Ionenaustauschmethoden von anderen Seltenerdelementen getrennt. Metallisches Lutetium wird durch kalcethermische Reduktion von LuF 3 gewonnen. Wird als Gasabsorber in elektrischen Vakuumgeräten verwendet; reines Lutetium – für Forschungszwecke. Lutetiumoxid ist ein Bestandteil hitzebeständiger Keramik. Lutetiumtrifluorid wird zur Herstellung von Fluorid-Lasermaterialien verwendet.

Wenn Sie auf einer Seite einen Fehler finden, wählen Sie ihn aus und drücken Sie Strg + Eingabetaste

71
	2 9 32 18 8 2
LUTETIUM
174,97
4f 14 5d 1 6s 2

Lutetium

Und das ist eine alte Frau, grauhaarig und streng,
Wer melkt eine hornlose Kuh,
Einen alten Hund ohne Schwanz getreten,
Wer zieht die Katze am Halsband,
Was die Meise erschreckt und fängt,
Wer stiehlt oft Weizen,
Was in einem dunklen Schrank aufbewahrt wird,
Im Haus,
Welchen Jack gebaut hat...

Diese Kindergedichte kommen einem in den Sinn, wenn man versucht, die Geschichte der Entdeckung des Elements Nr. 71 Lutetium kurz nachzuerzählen. Urteilen Sie selbst:

neues Seltenerdoxid Lutetium, das 1907 von Georges Urbain aus Ytterbiumerde isoliert wurde,
das 1878 von Marignac aus Erbiumerde isoliert wurde,
das 1843 von Mozander aus Yttriumerde isoliert wurde,
das 1797 von Ekeberg im Mineral Gadolinit entdeckt wurde.

Urbain leitete den Namen des neuen Elements vom antiken Lutetia ab Lateinischer Name die Hauptstadt Frankreichs, Paris (anscheinend im Gegensatz zu Holmium).

Urbains Priorität wurde von Auer von Welsbach bestritten, der einige Monate später das Element 71 entdeckte und es Cassiopeia nannte. Im Jahr 1914 beschloss die Internationale Kommission für Atomgewichte, das Element Lutetium zu nennen, doch viele Jahre lang tauchte in der Literatur, insbesondere in der deutschen, der Name „Cassiopeia“ auf.

Lutetium ist das letzte Lanthanoid, das schwerste (Dichte 9,849 g/cm 3), das feuerfestste (Schmelzpunkt 1700 ± 50 °C), vielleicht das unzugänglichste und eines der teuersten: 12.000 Rubel pro Kilogramm Preis im Jahr 1970.

Von den Verbindungen des Elements Nr. 71 sticht vielleicht nur sein Trifluorid als die am wenigsten feuerfeste Verbindung aller Trifluoride der Seltenerdelemente hervor. Im Allgemeinen ändern sich die Temperatureigenschaften der Halogenide seltener Erdelemente auf natürliche Weise. Charakteristisch ist jedoch, dass sich die minimale Schmelztemperatur entlang der Lanthanoidenreihe ständig nach rechts verschiebt, wenn das Anion „aufhellt“. Das am besten schmelzbare Jodid ist Praseodym, Bromid ist Samarium, Chlorid ist Terbium und schließlich ist Fluorid Lutetium.

In voller Übereinstimmung mit der Regel der Lanthanoidkompression hat das Lutetiumatom das kleinste Volumen unter allen Lanthanoiden und das Lu 3+ -Ion hat den minimalen Radius, nämlich nur 0,99 Ǻ. In Bezug auf andere Eigenschaften und Eigenschaften unterscheidet sich Lutetium kaum von anderen Lanthanoiden.

Natürliches Lutetium besteht nur aus zwei Isotopen: stabilem Lutetium-175 (97,412 %) und betaaktivem Lutetium-176 (2,588 %) mit einer Halbwertszeit von 20 Milliarden Jahren. Während der Existenz unseres Planeten ist die Menge an Lutetium also leicht zurückgegangen. Mehrere weitere Radioisotope von Lutetium mit Halbwertszeiten von 22 Minuten bis 500 Tagen wurden künstlich gewonnen. Das letzte Isotop von Lutetium (Neutronenmangel, mit einer Massenzahl von 166) wurde 1968 in Dubna gewonnen. Von den anderen Atomarten des Elements Nr. 71 ist das Isomer Lutetium-176 von besonderem Interesse, das zur Bestimmung des Lutetiumgehalts in Verbindungen seltener Erdelemente durch Aktivierungsanalyse verwendet werden kann. Lutetium-176 (Isomer) wird aus natürlichem Lutetium in Neutronenflüssen gewonnen Kernreaktoren. Die Halbwertszeit des Isomers ist um ein Vielfaches kürzer als die des 176 Lu-Isotops im Grundzustand; es sind nur 3,71 Stunden. Element Nr. 71 hat noch keine praktische Bedeutung. Es ist jedoch bekannt, dass sich der Zusatz von Lutetium positiv auf die Eigenschaften von Chrom auswirkt. Es ist möglich, dass Lutetium mit zunehmender Zugänglichkeit als Katalysator oder Aktivator von Leuchtstoffen oder in Lasern eingesetzt werden kann, kurz gesagt, wo seine „Brüder“ im Lanthanoid-„Team“ erfolgreich arbeiten.

Die Geschichten über Lanthanoide sind also vorbei – Elemente, denen ausnahmslos jedem eine große Zukunft prophezeit wird. Wie man so schön sagt, müssen wir abwarten und sehen, aber es gibt Gründe zum Optimismus. Ob Marignac, Lecoq de Boisbaudran, Cleve, Auer von Welsbach, Demarsay und andere herausragende Forscher seltener Erden, die dort lebten Ende des 19. Jahrhunderts Zu Beginn des 20. Jahrhunderts hieß es, die meisten Elemente hätten sie in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts entdeckt. wird großartig gewinnen praktische Bedeutung, dann hätten die Entdecker dieser Aussage vermutlich nicht geglaubt. Außer vielleicht Urbain, schließlich war er nicht nur Chemiker, sondern auch Künstler ...


Ordnungszahl	71
Aussehen einfache Substanz	Seltenerdmetall; hart, dicht; Farbe - silberweiß
Eigenschaften des Atoms
Atommasse (Molmasse)	174.967 a. e.m. (/mol)
Atomradius	175 Uhr
Ionisierungsenergie (erstes Elektron)	513,0 (5,32) kJ/mol (eV)
Elektronische Konfiguration	4f 14 5d 1 6s 2
Chemische Eigenschaften
Kovalenter Radius	156 Uhr
Ionenradius	(+3e) 20:00 Uhr
Elektronegativität (nach Pauling)	1,27
Elektrodenpotential	Lu←Lu 3+ -2,30 V
Oxidationsstufen	3
Thermodynamische Eigenschaften einer einfachen Substanz
Dichte	9,8404 /cm³
Molare Wärmekapazität	26,5 J/(mol)
Wärmeleitfähigkeit	(16.4) W/( ·)
Schmelzpunkt	1936
Schmelzhitze	n/a kJ/mol
Siedepunkt	3668
Verdampfungswärme	414 kJ/mol
Molares Volumen	17,8 cm³/mol
Kristallgitter einer einfachen Substanz
Gitterstruktur	sechseckig
Gitterparameter	3,510
c/a-Verhältnis	1,585
Debye-Temperatur	n / A

Lu	71
174,967
4f 14 5d 1 6s 2

Das Element wurde (als Oxid) 1907 unabhängig voneinander vom französischen Chemiker Georges Urbain, dem österreichischen Mineralogen Karl Auer von Welsbach und dem amerikanischen Chemiker Charles James entdeckt. Sie alle entdeckten Lutetium als Verunreinigung in Ytterbiumoxid, das wiederum 1878 als Verunreinigung in Erbiumoxid entdeckt wurde, das 1843 aus Yttriumoxid isoliert und 1797 im Mineral Gadolinit entdeckt wurde. Alle diese Seltenerdelemente haben eine sehr enge Verbindung chemische Eigenschaften. Die Priorität der Entdeckung liegt bei Urbain.

Herkunft des Namens

Sein Entdecker Georges Urbain leitete den Namen des Elements vom lateinischen Namen von Paris ab – Lutetia Parisorum. Er schlug auch den Namen Neoytterbium für Ytterbium vor (das sich durch Trennung als Mischung zweier Elemente herausstellte), der jedoch später verworfen wurde. 1914 wurde der Name des Elements von der International Atomic Weights Commission in der lateinischen Form Lutecium übernommen. 1949 wurde es in Lutetium geändert. Der russische Name hat sich nicht geändert.

Von Welsbach schlug den Namen Cassiopium für Lutetium zu Ehren des Sternbildes und Aldebaranium für Ytterbium zu Ehren des Sterns Aldebaran vor. Angesichts der Priorität Urbains bei der Trennung von Lutetium und Ytterbium wurden von Welsbachs Vorschläge jedoch nicht angenommen. Dennoch verwendeten deutsche Wissenschaftler bis Anfang der 1960er Jahre in ihren Arbeiten den Namen Cassiopia.

Quittung

Lutetium wird durch Extraktion, Ionenaustausch oder fraktionierte Kristallisation von anderen Lanthanoiden getrennt.

Preise

Der Preis für Lutetiummetall mit einer Reinheit von >99,9 % beträgt 3,5-5,5 Tausend Dollar pro 1 kg. Lutetium ist das teuerste der in der Natur vorkommenden Seltenerdelemente, was auf die Schwierigkeit zurückzuführen ist, es aus einer Mischung seltener Erdelemente zu isolieren, und auf seine begrenzte Verwendung.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Ein hartes, glänzendes Metall, das zu einer elastischen Folie gerollt werden kann. Lutetium ist sowohl im Atomgewicht als auch in der Dichte das schwerste Element unter den Lanthaniden (9,8404 g/cm3). Darüber hinaus ist der Schmelzpunkt von Lutetium (1663 °C) der höchste aller Seltenerdelemente. Aufgrund der Wirkung der Lanthanoidkompression weist Lutetium den kleinsten Ionenradius aller Lanthanoide auf.

Chemische Eigenschaften

Es oxidiert sehr langsam an der Luft und behält seinen Glanz lange.

Lutetium(III)-bromid (kristallines Hydrat) hat eine rosa Farbe und ist in Wasser gut löslich.

Mit Salzen der Flusssäure bildet es einen sehr schwer löslichen Niederschlag von Lutetiumfluorid.

Mit Alkalien bildet es ein unlösliches Hydroxid.

Analytische Definition

Lasermaterialien

Wird zur Erzeugung von Laserstrahlung mithilfe von Lutetiumionen verwendet. Lutetiumscandat, Lutetiumgallat, Lutetiumaluminat, dotiert mit Holmium und Thulium, erzeugen Strahlung mit einer Wellenlänge von 2,69 Mikrometern und mit Neodymionen 1,06 Mikrometern und sind hervorragende Materialien für die Herstellung von Hochleistungslasern für militärische Zwecke und für die Medizin.

Magnetische Materialien

Legierungen für sehr leistungsstarke Permanentmagnete der Systeme Lutetium-Eisen-Aluminium und Lutetium-Eisen-Silizium weisen eine sehr hohe magnetische Energie, Stabilität der Eigenschaften und einen hohen Curie-Punkt auf, aber die sehr hohen Kosten von Lutetium beschränken ihre Verwendung nur auf die kritischsten Einsatzgebiete (Spezialforschung, Raumfahrt usw.).

Hitzebeständige leitfähige Keramik

Lutetiumchromit hat einige Verwendungsmöglichkeiten.

Kernphysik und Energie

Lutetiumoxid findet in der Kerntechnik als Neutronenabsorber und auch als Neutronenabsorber in kleinem Maßstab Verwendung letzten Jahren Das große Interesse an Lutetium ist beispielsweise darauf zurückzuführen, dass beim Legieren einer Reihe von hitzebeständigen Materialien und Legierungen auf Chrom-Nickel-Basis mit Lutetium deren Lebensdauer stark ansteigt (insgesamt 18).

Nuklid	Halbwertszeit	Verfallsform
150 Lu Lutetium-150	43 ms 5	p: 68,00 % ε: 32,00 %
151 Lu Lutetium-151	80,6 ms 19	p: 63,40 % ε: 36,60 %
152 Lu Lutetium-152	0,7 s 1	ε: 100,00 % εp: 15.00
153 Lu Lutetium-153	0,9s2	α ≈ 70,00 %
154 Lu Lutetium-154	≈ 2 s	(9+)
155 Lu Lutetium-155	68 ms 1	1/2+
156 Lu Lutetium-156	494 ms 12	9+
157 Lu Lutetium-157	6,8s 18	(11/2-)
158 Lu Lutetium-158	10,6 s 3	ε: 99,09 % α: 0,91 %
159 Lu Lutetium-159	12,1s 10	ε: 100,00 % α: 0,10 %
160 Lu Lutetium-160	36,1s 3
161 Lu Lutetium-161	77s 2	(9/2-)
162 Lu Lutetium-162	1,37 m2
163 Lu Lutetium-163	3,97 m 13	ε: 100,00 %
164 Lu Lutetium-164	3,14 m3	ε: 100,00 %
165 Lu Lutetium-165	10,74 m 10	ε: 100,00 %
166 Lu Lutetium-166	2,65m 10	(3-)
167 Lu Lutetium-167	51,5 m 10	1/2+
168 Lu Lutetium-168	5,5m 1	3+
169 Lu Lutetium-169	34.06 Uhr 5	1/2-
170 Lu Lutetium-170	2.012 d 20	(4)-
171 Lu Lutetium-171	8,24 d 3	1/2-
172 Lu Lutetium-172	6,70 d 3	1-
173 Lu Lutetium-173	1,37 Jahre 1	ε: 100,00 %
174 Lu Lutetium-174	3,31 und 5	(6)-
175 Lu Lutetium-175	Stabil
176 Lu Lutetium-176	3,76E+10 und 7	β - : 100,00 %
177 Lu Lutetium-177	6.6475 d 20	23/2-
178 Lu Lutetium-178	28,4 m2	(9-)
179 Lu Lutetium-179	4.59 Std. 6	β - : 100,00 %
180 Lu Lutetium-180	5,7 m 1	β - : 100,00 %
181 Lu Lutetium-181	3,5 m3	β - : 100,00 %
182 Lu Lutetium-182	2,0 m2	β - : 100,00 %
183 Lu Lutetium-183	58 s 4	β - : 100,00 %
184 Lu Lutetium-184	20 s 3	β - : 100,00 %

Lutetium

LUTETIUM-ICH; M. Chemisches Element (Lu) aus der Gruppe der Seltenerdmetalle (verwendet in der Kern-, Lasertechnik usw.). ● Vom Namen der Stadt Lutetia in Gallien an der Seine (Lutetia), an deren Stelle sich Paris befindet.

Lutetium

(lat. Lutetium), ein chemisches Element der Gruppe III des Periodensystems, gehört zu den Lanthanoiden. Name von Lutetia. Silberweißes Metall. Dichte 9,849 g/cm³ T Pl. 1660°C.

LUTETIUM

LUTECIUM (lateinisch Lutetium, vom gallischen Namen von Paris – Lutetia, Lutetia), Lu (sprich „Lutetium“), ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 71, Atommasse 174,967. Natürliches Lutetium ist eine Mischung aus stabilem 175 Lu (97,40 Masse-%) und schwach radioaktivem 176 Lu (2,6 Masse-%) T 1/2 = 2.4.10 10 Jahre). Konfiguration der drei äußeren elektronischen Schichten 4 S 2 P 6 D 10 F 14 5s 2 P 6 D 1 6s 2 . Bildet Verbindungen in der Oxidationsstufe +3 (Wertigkeit III).
Lanthanid. Befindet sich in Gruppe IIIB des Periodensystems, in der sechsten Periode. Der Radius des neutralen Lutetiumatoms beträgt 0,174 nm, der Radius des Lu 3+-Ions beträgt 0,100-0,117 nm. Die Energien der sequentiellen Ionisierung des Lutetiumatoms betragen 6,254, 12,17, 25,5, 43,7 eV. Elektronegativität nach Pauling (cm. PAULING (Linus) 1,14.
Geschichte der Entdeckung
1907 vom französischen Chemiker J. Urbain entdeckt (cm. URBAIN Georges), der es aus dem 1878 von J. Marignac entdeckten Ytterbium entdeckte und isolierte. (cm. YTTERBIUM)
In der Natur sein
Inhalt in Erdkruste 8·10 -5 Gew.-%. Bestandteil von Mineralien wie Xenotim (cm. XENOTIM), Bastnäsite (cm. BASTNESIT), Fergusonit (cm. FERGUSONIT), Euxenit.
Quittung
Bei der Verarbeitung einer Mischung von aus Mineralien isolierten Seltenerdelementen wird Lutetium mit dem Anteil schwerer Seltenerdelemente freigesetzt. Lutetium wird durch Ionenchromatographie oder Extraktion von anderen Seltenerdelementen getrennt. Metallisches Lutetium wird durch Reduktion von LuF 3 mit Calcium gewonnen.
Physikalische und chemische Eigenschaften
Lutetium ist ein silbergraues Metall. Hat ein hexagonales Gitter mit Parametern A= 0,35031 nm und c =.0,55509 nm. Schmelzpunkt 1660 °C, Siedepunkt 3410 °C, Dichte 9,849 kg/dm3. An der Luft wird es mit einem dichten, stabilen Oxidfilm bedeckt. Bei 400 °C reagiert Lutetium mit Sauerstoff, Halogenen, Schwefel und anderen Nichtmetallen. Reagiert mit Mineralsäuren.
Lu 2 O 3-Oxid hat schwach basische Eigenschaften. Die Base Lu(OH) 3 ist schwach, daher werden Lu 3+-Ionen in wässrigen Lösungen weitgehend hydrolysiert. Zu den löslichen Salzen von Lutetium gehören Chlorid, Nitrat, Acetat und Sulfat. Lutetiumoxalat, Fluorid, Carbonat und Phosphat sind schwer löslich.
Anwendung
Lutetiumoxid wird als Zusatzstoff für Hochtemperaturkeramiken verwendet. Lutetiumfluorid wird zur Herstellung von Fluorid-Lasermaterialien verwendet.

Enzyklopädisches Wörterbuch . 2009 .

Synonyme:

Sehen Sie, was „Lutetium“ in anderen Wörterbüchern ist:

- (Lutetium), Lu, chemisches Element der Gruppe III des Periodensystems, Ordnungszahl 71, Atommasse 174,967; gehört zu den Seltenerdelementen; Metall. 1907 vom französischen Chemiker J. Urbain entdeckt... Moderne Enzyklopädie

- (lateinisch Lutetium) Lu, ein chemisches Element der Gruppe III des Periodensystems, Ordnungszahl 71, Atommasse 174,967, gehört zu den Lanthaniden. Name von Lutetia. Silberweißes Metall. Dichte 9,849 g/cm³, Schmelzpunkt 1660 °C... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

- (Symbol Lu), ein Metallelement der LANTANOIDE-Reihe, 1906 zusammen mit YTTERBIUM entdeckt. Aus Monocit-Erzen gewonnen. Als Katalysator verwendet, hat es keine industrielle Bedeutung. Eigenschaften: Ordnungszahl 71, Atommasse 174,97; Dichte... ... Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch

Lu (lat. Lutetium; von lat. Lutetia Parisiorum oder Lutetia Lutetia, der Name der Hauptstadt des gallischen Stammes der Pariser, dem heutigen Paris * a. lutecium; n. Lutetium, Kassiopeium; f. lutecium; i. lutecio), chemisch. Element III gr. periodisch Systeme... ... Geologische Enzyklopädie

MINISTERIUM FÜR BILDUNG UND WISSENSCHAFT DER RUSSISCHEN FÖDERATION

FGBOUVPO „Perm State National Research University“

Abteilung für Anorganische Chemie

Lutetium. Lutetium-Produktion

Abgeschlossen von: Student im 5. Jahr

Abteilung für Anorganische Chemie

Glasunowa E.A.

Geprüft von: Korzanov V.S.

Dauerwelle, 2014

Geschichte der Entdeckung

Lu, chemisches Element III gr. Periodensystem. Gehört zu den Seltenerdelementen (Yttrium-Untergruppe der Lanthaniden). Natürliches Lutetium besteht aus zwei Isotopen: 175Lu (97,40 %) und 176Lu (2,6 %); 176Lu ist radioaktiv. Konfiguration der äußeren Elektronenhülle 4f145s25p65d16s2; Oxidationsstufe +3

Das Element in Form eines Oxids wurde 1907 unabhängig voneinander vom französischen Chemiker Georges Urban, dem österreichischen Mineralogen Karl Auer von Welsbach und dem amerikanischen Chemiker Charles James entdeckt. Sie alle entdeckten Lutetium als Verunreinigung in Ytterbiumoxid, das wiederum 1878 als Verunreinigung in Erbiumoxid entdeckt wurde, das 1843 aus Yttriumoxid isoliert und 1797 im Mineral Gadolinit entdeckt wurde. Alle diese Seltenerdelemente haben sehr ähnliche chemische Eigenschaften. Die Priorität der Entdeckung liegt bei J. Urban.

Herkunft des Namens

Sein Entdecker Georges Urbain leitete den Namen des Elements vom lateinischen Namen von Paris ab – Lutetia Parisorum. Für Ytterbium, aus dem Lutetium abgetrennt wurde, wurde der Name Neoytterbium vorgeschlagen. Von Welsbach, der die Priorität der Entdeckung des Elements bestritt, schlug den Namen Cassiopium für Lutetium und Aldebaranium für Ytterbium vor, zu Ehren des Sternbildes der nördlichen Hemisphäre und des hellsten Sterns im Sternbild Stier. Angesichts der Priorität von Urbain bei der Trennung von Lutetium und Ytterbium nahm die Internationale Kommission für Atomgewichte 1914 den Namen Lutecium an, der 1949 in Lutetium geändert wurde (der russische Name änderte sich nicht). Bis Anfang der 1960er Jahre wurde der Name Cassiopia jedoch in den Arbeiten deutscher Wissenschaftler verwendet.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Lutetium ist ein silbriges Metall Weiß, leicht zu bearbeiten. Es ist das schwerste Element unter den Lanthaniden, sowohl hinsichtlich des Atomgewichts als auch der Dichte (9,8404 g/cm3). Der Schmelzpunkt von Lutetium (1663 °C) ist der höchste aller Seltenerdelemente. Aufgrund der Wirkung der Lanthanoidkompression weist Lutetium unter allen Lanthanoiden die kleinsten Atom- und Ionenradien auf.

Chemische Eigenschaften

Bei Raumtemperatur ist Lutetium an der Luft mit einem dichten Oxidfilm bedeckt und bei einer Temperatur von 400 °C oxidiert es. Beim Erhitzen interagiert es mit Halogenen, Schwefel und anderen Nichtmetallen.

Lutetium reagiert mit anorganischen Säuren unter Bildung von Salzen.

Hydroxide

Lu(OH) 3 ist in Wasser nahezu unlöslich. Lu(OH) 3 hat einen überwiegend basischen Charakter, reagiert leicht mit Salz-, Salpeter- und Schwefelsäure unter Bildung der entsprechenden Salze und liegt in der Stärke zwischen Mg(OH) 2 und Al(OH) 3. Die Adsorptionsfähigkeit von Hydroxid ist ausgeprägt. Lu(OH) 3 und als spezielle Sorbentien vorgeschlagen.

Hydroperoxide

Lu(OH) 2 (OOH) nH 2 O wird aus einer Salzlösung oder aus einem Hydroxid in Form eines gelatinösen Niederschlags durch Einwirkung von Alkali und Wasserstoffperoxid gewonnen.

Für die Bildung von Hydroperoxiden wird folgender Mechanismus angenommen:

Lu(OH) 3 + H 2 O 2 > Lu(OH) 2 (OOH) + H 2 O.

Hydroperoxid ist sehr instabil. Im Gleichgewicht mit wässrigen Lösungen verliert es einen Teil des aktiven Sauerstoffs. Konzentriertes H 2 SO 4 zersetzt es und setzt Ozon frei. Unter dem Einfluss von verdünntem H 2 SO 4 wird H 2 O 2 freigesetzt; CO 2 und viele Säuren wirken auf die gleiche Weise. Beim Trocknen über konzentrierter H 2 SO 4 verliert das Peroxid Wasser und einen Teil des aktiven Sauerstoffs. Bei 200°C wird aktiver Sauerstoff vollständig eliminiert. Lutetiumhydroperoxid erfordert weitere Forschung.

Sulfate.

Hydratisiertes Lutetiumsulfat mit der Zusammensetzung Lu 2 (SO 4) 3 nH 2 O wird durch Auflösen des Oxids, Hydroxids oder Carbonats in verdünnter Schwefelsäure und anschließendes Eindampfen der Lösung gewonnen. Sulfate werden mit unterschiedlichen Kristallwassergehalten freigesetzt: Lu - 8.

Wasserfreie Sulfate

Es wird durch Erhitzen des Hydrats auf 600–650 °C oder durch Einwirkung von konzentriertem H 2 SO 4 auf Lu 2 O 3 unter starker Erhitzung und anschließender Entfernung überschüssiger Säure gewonnen. Zunächst entsteht saures Sulfat, das sich beim Erhitzen zersetzt:

Ln 2 O 3 + 6H 2 SO 4 > 2Ln(HSO 4) 3 + 3H 2 O,

2Ln(HSO 4) 3 > Ln 2 (SO 4) 3 + 3SO 3 + 3H 2 O.

Durch weiteres Erhitzen entsteht das Hauptsalz, dessen Zusammensetzung bei etwa 900°C der Formel Lu 2 O 3 SO 3 entspricht. Oberhalb von 1000°C wandelt sich das Hauptsalz in ein Oxid um.

Wasserfreies Sulfat Lu 2 (SO 4) 3 ist ein hygroskopisches Pulver. IN kaltes Wasser löslich.

Thiosulfate

Lu 2 (S 2 O 3) 3 entsteht durch die Wechselwirkung von Natrium- oder Bariumthiosulfat mit einem Lutetiumsalz. Thiosulfat ist in Wasser gut löslich und fällt daher nicht aus verdünnten Lösungen aus. Aus konzentrierte Lösungen setzt sich nach und nach in Form einer pulverförmigen Masse ab. Thiosulfat wird mit Methyl bzw. vollständig aus der Lösung ausgesalzen Ethylalkohol. Wenn die Lösung mit Salzsäure angesäuert wird, zersetzt sie sich:

Lu 2 (S 2 O 3) 3 > Lu 2 (SO 3) 3 + 3S.

Eine Temperaturerhöhung auf 800-1000 °C führt zur Zersetzung von Thiosulfat zu Oxosulfit Lu 2 O (SO 3) 2.

Selenite

Lu 2 (SeO 3) 3 ·nH 2 O wird durch Einwirkung von Natriumselenit oder seleniger Säure auf das Lutetiumsalz erhalten. In Wasser und Mineralsäuren schwer löslich. In Gegenwart von H 2 O 2 löslich.

Lu(NO 3) 3 wird durch die Reaktion erhalten:

Lu 2 O 3 + 6N 2 O 4 > 2Lu(NO 3) 3 + 3N 2 O 3.

In Form von kristallinen Hydraten wird Nitrat durch Auflösen von Lutetiumoxid, -hydroxid und -carbonat in Salpetersäure und anschließendes Eindampfen der Lösung gewonnen:

Lu 2 O 3 + 6HNO 3 > 2Lu(NO 3) 3 + 3H 2 O,

Lu 2 (CO 3) 3 + 6HNO 3 > 2Lu(NO 3) 3 + 3H 2 O + 3CO 2.

Silikate

Lu 2 O 3 ·SiO 2 wird durch Kalzinieren von Lutetiumoxalat mit einer äquivalenten Menge Quarzsand bei 1700 °C bis zum Schmelzen erhalten:

Lu 2 (C 2 O 4) 3 + 3SiO 2 +3/2O 2 = Lu 2 (SiO 3) 3 + 6CO 2.

Silikat löst sich nicht in Wasser. Es wurde festgestellt, dass Lutetium Lu 2 O 3 ·SiO 2 -Orthosilikat und Lu 2 O 3 ·2SiO 2 -Pyrosilikat bildet.

Molybdate

Lu 2 (MoO 4) 3 wird durch Verschmelzen von Lutetiumchlorid mit Alkalimetallmolybdaten oder Dehydratisierung kristalliner Molybdathydrate durch Erhitzen bis zum Schmelzen gewonnen. Kann durch Fusion von Lu 2 O 3 mit MoO 3 bei 850–900 °C erhalten werden.

Lutetiummolybdat bildet mit Molybdaten anderer Metalle Doppelsalze. Wird durch Kristallisation aus einer Schmelze gewonnen, die Oxide von Lutetium, Molybdän und einem alkalischen Element enthält. Durch Kristallisation aus einer Schmelze, die Lutetiummolybdat und das Alkalielement Molybdat enthält, entstehen Doppelmolybdate der Zusammensetzung MeLu(MoO 4) 2, Me 5 Lu(MoO 4) 4 usw. (wobei Me Li, Na, K, Rb, Cs).

Wolframate

Lu 2 (WO 4) 3 ·nH 2 O wird aus Lösung durch Reaktion von Natriumwolframat mit Lutetiumnitrat gewonnen. Wasserfreies Wolframat Lu 2 (WO 4) 3 wird durch Sintern von Lu 2 O 3 -Oxid und WO 3 bei 1000 °C erhalten. Lutetiumwolframat ist in Wasser, Alkohol und Aceton unlöslich. Bei Raumtemperatur verdünnte Mineralsäuren und Alkalilösungen wirken langsam auf Wolframat. Bei 80-120°C lösen Säuren und Laugen es vollständig auf.

Oxalate

Lu 2 (C 2 O 4) 3 nH 2 O wird durch Zugabe von Oxalsäure oder ihrem Salz zu einer neutralen oder leicht sauren Lösung (pH = 2-3) von Lutetiumsalz erhalten:

Lu 2 (SO 4) 3 + 3H 2 C 2 O 4 = Lu 2 (C 2 O 4) 3 + 3H 2 SO 4.

Oxalat fällt in Form eines weißen, käsigen Niederschlags aus, der beim Erhitzen kristallin wird. In den meisten Fällen kristallisiert Oxalat mit 10 Wassermolekülen.

Quittung

Es wird durch Ausfällung aus wässrigen Lösungen von Lutetiumsalzen unter Einwirkung von Flusssäure gewonnen; es kann auch durch Wechselwirkung von Lu 2 O 3 mit gasförmigem HF, F 2 oder NH 2 HF 2 und thermischer Zersetzung von Ammoniumfluoridkomplexen gewonnen werden 400–500 °C usw. Zur Isolierung von Lu(III)-Oxalat wird üblicherweise eine Fällung (pH 3–4) aus einer Lösung verwendet. Metallisches Lutetium wird durch Reduktion von LuF 3 mit Calcium gewonnen

Anwendungen

Lutetium-Seltenerdmetall

Metallurgie.

Die hohe chemische Affinität zu Nichtmetallen (H, C, P, N, S, O), die häufig in Eisenmetallen und ihren Legierungen vorkommen, hat zur Verwendung von Lutetium zur wirksamen Entfernung (Desoxidation, Entschwefelung) dieser Nichtmetalle geführt aus verschiedenen Stählen. Durch die Zugabe von 2 kg Lutetium pro Tonne Stahl werden dessen Festigkeit und Duktilität deutlich erhöht. Der Einsatz von Lutetiumsiliziden bei der Herstellung von Rohrstahl verbessert dessen Schlagzähigkeit und Bearbeitbarkeit.

Lutetium spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Sphäroguss.

Durch den Zusatz von 0,15 % Lutetium werden die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Gusseisen deutlich verbessert. REE ersetzen nach und nach Magnesium, das für die gleichen Zwecke verwendet wird.

Hitzebeständige magnetische Legierungen mit Lutetium werden zur Herstellung von Teilen für Düsenflugzeuge, Lenkflugkörper und Raumfahrzeuge verwendet.

Glas- und Keramikindustrie.

Lutetiumverbindungen werden sowohl zum Färben von Glas als auch zum Bleichen von Glas zur Herstellung spezieller Gläser verwendet, die UV-Strahlung absorbieren

Der Einsatz von Lutetium zur Herstellung von Spezialkeramiken ist vielversprechend. Lutetiumoxide werden häufig als Schleifmittel zum Polieren von Flach- und Spiegelglas, Fernsehröhren, Fernglaslinsen, optischen Präzisionsgläsern, Objektivlinsen usw. verwendet.

Auf der Website veröffentlicht

Lutetium

Herkunft des Namens

Quittung

Preise

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Chemische Eigenschaften

Analytische Definition

Lasermaterialien

Magnetische Materialien

Hitzebeständige leitfähige Keramik

Kernphysik und Energie

Sehen Sie, was „Lutetium“ in anderen Wörterbüchern ist:

Ähnliche Dokumente

Lesen Sie auch