Lutecio -struktur, egenskaper, bruk

Han Lutecio Det er et lantanidmetall, av sjelden jord eller blokkering F av det periodiske tabellen, hvis kjemiske symbol er lu. Det er den tetteste, tunge, mangelvare, dyre og hardt av lantanidene, som det er på slutten av serien. Disse egenskapene skyldes det faktum at atomene deres er mindre, akkurat som deres LU -ioner³⁺, På grunn av lantanidskontraksjon.

Selv om dens fysiske egenskaper kan være enestående, er sannheten at den er kjemisk veldig lik resten av sine Lanthanid -kolleger. En konsekvens av dette er at Luthacio var den siste av lantanidene som ble oppdaget, isolert og produsert.

Metallisk prøve og ultra -POUCIO. Kilde: Hi-res Images ofchemical Elements, CC av 3.0, via Wikimedia Commons

Året for oppdagelsen stammer fra 1907, produktet av de uavhengige verkene til tre forskere: franskmannen Georges Urbain, den østerrikske Carl Welsbach og amerikanske Charles James. Imidlertid tilskrives den største kreditten Georges Urbain, som døpte dette metallet med navnet 'lotec' av 'Lutetia', det latinske navnet Paris. Det var først i 1953 at den første rene prøven av metallisk Luthacio ble oppnådd.

Luthate -applikasjoner i dag fortsetter i utvikling, og finner sted som doponte for forskjellige materialer, og som et aktivt middel i kreftbehandling.

[TOC]

Struktur

Luthate Atoms forblir samlet takket være deres metalliske lenke. Som et produkt av dets interaksjoner, dets atomradioer og rekkefølgen på emballasjen, ender Luthacio opp med å ta i bruk en kompakt sekskantet krystallinsk struktur (HCP).

HCP -strukturen er den eneste som er kjent for Luthecio under omgivelsespress. Det sies derfor at det er et monoformisk metall, det vil si at det mangler polymorfer og faseoverganger under andre temperaturer.

Elektronisk konfigurasjon

Elektronisk Luthacio -konfigurasjon

Den elektroniske konfigurasjonen av Luthecio er som følger:

Kan tjene deg: Isobutil: Nomenklatur, trening, struktur og egenskaper

[Xe] 4f¹⁴ 5 d¹ 6s²

Merk at deres 4F -orbitaler er helt fulle av elektroner. Luthacio deltar i de kjemiske reaksjonene ved å bruke valenselektronene sine, rundt 5d og 6s orbitaler.

Denne konfigurasjonen husker den fra Lantano ([xe] 5D¹ 6s²), metall d, Og på grunn av det er det de som tror at Luthate deler en kjemi mer relatert til overgangsmetaller enn til lanthanider. Elektronisk er Luthacio en mindre versjon av Lantano, som også har alle sine 4F fulle orbitaler.

Når LutHecio reagerer, mister de tre elektronene i Valencia til 5D -orbitaler¹ og 6s², blir lukasjonen³⁺.

Lutecio -egenskaper

Fysisk utseende

Sølvhvit metall, som mørkner når det sakte oksideres. Det er preget av å være veldig tett og hard.

Atomnummer

71

Molmasse

174.97 g/mol

Smeltepunkt

1652 ºC

Kokepunkt

3402 ºC

Tetthet

Ved romtemperatur: 9.841 g/cm³

Rett ved smeltepunktet: 9.3 g/cm³

Fusjonsvarme

22 kJ/mol

Fordampningsvarme

414 kJ/mol

Molar kalorikapasitet

26.86 kJ/mol · k

Oksidasjonsstater

Luthacio er i stand til å danne forbindelser med følgende oksidasjonstilstander: 0, +1 (LU⁺), +2 (Lu²⁺) og +3 (Lu³⁺), å være sistnevnte langt den vanligste og stabile av alle. Derfor inneholder nesten alle Luthate -forbindelser³⁺, Enten danner komplekser, eller samhandler elektrostatisk med andre anioner.

Elektronegativitet

1.27 på Pauling -skalaen.

Ioniseringsenergier

Først: 523.5 kJ/mol

For det andre: 1340 kJ/mol

Tredje: 2022.3 kJ/mol

Magnetisk ordre

Paramagnetisk. Det blir imidlertid superleder ved en temperatur på 0.022 K, og under et trykk på 45 kilobarer.

Reaktivitet

Kjemisk holder Luthacio nær likhet med Scandio og Ititrium, og danner kationer LU³⁺ hvis faste forbindelser og løsninger er for det meste fargeløse. Denne spesialtheten motsier resten av lantanidene, som vanligvis produserer veldig fargerike og lysstoffrørløsninger.

Kan tjene deg: Dekantasjonstrakt

Lute -reaktiviteten kan også sammenlignes med kalsium og magnesium, så den blir lett oppløst i fortynnede syrer; som saltsyre, for å produsere Luthacio klorid, Lucl₃.

applikasjoner

Gassfjerner

Luthacio Oxide, Lu₂ENTEN₃, Det er en god fuktighetsabsorberende og karbondioksid, så støvet brukes til å fjerne disse gassene fra noen rom.

Oljekatalyse

LU₂ENTEN₃ Det brukes til å fremstille katalysatorer som akselererer sprekkingen av oljehydrokarboner.

Organisk katalyse

Luthate triflato brukes i organisk syntese som katalysator i vandige medier, og har fordelen av å dispensere med organiske løsningsmidler og gjøre reaksjoner mer økologiske.

Dopante

LU₂ENTEN₃ Og lu -ioner³⁺ De brukes som dapans for glass, keramikk, granater og legeringer. For eksempel brukes aluminium og Lutecio Garnet (LUAG) som blå fosfor.

På siden av keramikken brukes Oxyortosilicato de Letecio (LSO) i detektorene til Positron -utslippstomografiene. Takket være dette materialet er det mulig å skaffe 3D -bilder av den cellulære aktiviteten til pasienter som gjennomgår disse analysene.

Dating

Isotopens radioaktive forfall ¹⁷⁶LU er brukt til å date meteoritter som er til stede på jorden.

Medisin

Den radioaktive isotopen ¹⁷⁷Lu, utarbeidet av nøytroner bombing fra ¹⁷⁶Lu, et organisk molekyl er koordinert (¹⁷⁷Lu-dotateat) for å fokusere sin radioaktive handling på nevroendokrine svulster, eller i behandlingen av prostatakreft. Dette er kanskje den mest lovende søknaden om Luthacio.

Å skaffe

Luthacio er det minst rikelig med lantanider. Det er ikke noe mineral som inneholder en konsentrasjon over 0.1% for dette metallet. Det er grunnen til at den blir trukket ut fra mange sjeldne jordmineraler, for eksempel euxenitten, xenotima, de lateritiske leire og monacitten, som et sekundært produkt av behandlingen av de andre lantanidene.

Det kan tjene deg: Benzimidazol (C7H6N2): Historie, struktur, fordeler, ulemper

Disse mineralene oppløses i svovelsyre, hvis løsning deretter behandles med ammoniumoksalat for å utfelle flere oksalater, som blir oppvarmet for å transformere til metalloksider. Deretter oppløses oksider med salpetersyre, og etterlater bakkeoksydet utenfor, noe som er uoppløselig i denne syren.

Den nye løsningen er blandet med ammoniumnitrat for å danne et sett med doble salter, for å endelig avgrense og skille gjennom ionebyttekromatografi eller fraksjonelle krystalliseringer ved bruk av flere løsningsmidler. Dermed skilles LU -ioner³⁺ Som Haluros anhydros.

Luthacio oppnås ved å redusere halogenidene med kalsium:

2 Lucl₃ + 3 CA → 2 LU + 3 slag₂

Isotoper

Luthate presenteres i naturen som to isotoper: ¹⁷⁵Lu og ¹⁷⁶Lu, hvis respektive overflod er 97.4% og 2.6%. Han ¹⁷⁶Lu er radioaktiv, men dens t_1/2 Det er 3.76 · 10¹⁰ år, så deres beta -utslipp er ufarlige for de som jobber med prøver eller salter av Luthacio.

El Luthacio, bortsett fra ¹⁷⁶Lu, har ytterligere 33 kunstige radioisotoper, hvorav den ¹⁷⁷Lu er den mest berømte og nyttige, og ¹⁵⁰Lu den mest ustabile, med en t_1/2 på omtrent 45 millisekunder. Atommassene til disse radioisotopene er mellom 150 og 184 u.

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Lutium. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Redaktørene av Enyclopaedia Britannica. (2020). Lutium. Gjenopprettet fra: Britannica.com
4. Dr. Doug Stewart. (2020). Lutetium element fakta. Gjenopprettet fra: Chemicool.com
5. Simon bomull. (26. mai 2009). Lutium. Kjemi i sine elementer. Gjenopprettet fra: Chemistryworld.com