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Lu 71

Lutetium (Lu)

lanthanide
Periodo: 6 Grupo: 3 Bloque: f

Solid

Peso atómico estándar

174,9668 u

Configuración electrónica

[Xe] 6s2 4f14 5d1

Punto de fusión

1662,85 °C

Punto de ebullición

3401,85 °C

Densidad

9840 kg/m³

Estados de oxidación

0, +1, +2, +3

Electronegatividad (Pauling)

1,27

Energía de ionización (1.ª)

5,425871 eV

Año de descubrimiento

1907

Radio atómico

175 pm

Detalles

Origen del nombre Named for the ancient name of Paris, Lutecia.
País de descubrimiento France
Descubridores Georges Urbain

Lutetium is a dense, silvery lanthanide and the last element of the 4f series. In chemistry it is almost exclusively trivalent, with a filled 4f shell in Lu³⁺ and a relatively small ionic radius compared with other lanthanides. It occurs with the rare-earth elements in minerals such as monazite and xenotime, but is one of the least abundant lanthanides. Its main technological value lies in specialized scintillators, catalysts, and medical radioisotopes rather than in bulk structural use.

Lutetium occurs in very small amounts in nearly all minerals containing yttrium, and is present in monazite to the extent of about 0.003%, which is a commercial source. The pure metal has been isolated only in recent years and is one of the most difficult to prepare. It can be prepared by the reduction of anhydrous LuCl3 or LuF3 by an alkali or alkaline earth metal. The metal is silvery white and relatively stable in air. 176Lu occurs naturally (2.6%) with 175Lu (97.4%). It is radioactive with a half-life of about 3 x 1010 years.

The name derives from Lutetia, the ancient name for the city of Paris. The discovery of lutetium is credited to the French chemist Georges Urbain in 1907 although it had been separated earlier and independently by the Austrian chemist Carl Auer (Baron von Welsbach) from an ytterbium sample.

Von Welsbach had named the element cassiopeium after the constellation Cassiopeia. However, because Urbain published his results before Auer, his name for the element was adopted by IUPAC in 1949.

The mineral gadolinite ((Ce, La, Nd, Y)2FeBe2Si2O10), discovered in a quarry near the town of Ytterby, Sweden, has been the source of a great number of rare earth elements. In 1843, Carl Gustaf Mosander, a Swedish chemist, was able to separate gadolinite into three materials, which he named yttria, erbia and terbia. As might be expected considering the similarities between their names and properties, scientists soon confused erbia and terbia and, by 1877, had reversed their names. What Mosander called erbia is now called terbia and visa versa. In 1878 Jean Charles Galissard de Marignac, a Swiss chemist, discovered that erbia was itself composed of two components. One component was named ytterbia by Marignac while the other component retained the name erbia. Marignac believed that ytterbia was a compound of a new element, which he named ytterbium. Other chemists produced and experimented with ytterbium in an attempt to determine some of it's properties. Unfortunately, different scientists obtained different results from the same experiments. While some scientists believed that these inconsistent results were caused by poor procedures or faulty equipment, Georges Urbain, a French chemist, believed that ytterbium wasn't an element at all, but a mixture of two elements. In 1907, Urbain was able to separate ytterbium into two elements. Urbain named one of the elements neoytterbium (new ytterbium) and the other element lutecium. Carl Auer von Welsbach, an Austrian chemist working independently of Urbain, reached the same conclusions at nearly the same time. Welsbach chose the names albebaranium and cassiopium for these elements. Urbain was eventually credited with the discovery of the elements and won the right to name them, although chemists later changed the name neoytterbium back to ytterbium and changed the spelling of lutecium to lutetium. Today, lutetium is primarily obtained through an ion exchange process from monazite sand ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4), a material rich in rare earth elements.

Lutetia is the ancient name for Paris. In 1907, Urbain described a process by which Marignac's ytterbium (1879) could be separated into the two elements, ytterbium (neoytterbium) and lutetium. These elements were identical with "aldebaranium" and "cassiopeium," independently discovered at this time. The spelling of the element was changed from lutecium to lutetium in 1949.

Imágenes

Propiedades

Químicas

Electronegatividad (Pauling)
1,27 Comparar Electronegatividad (Pauling) de todos los elementos →
Electronegatividad (Allen)
1,09
Afinidad electrónica
0,346 eV
Energía de ionización (1.ª)
5,425871 eV Comparar Energía de ionización (1.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (2.ª)
14,130049 eV Comparar Energía de ionización (2.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (3.ª)
20,959472 eV Comparar Energía de ionización (3.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (4.ª)
45,249156 eV Comparar Energía de ionización (4.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (5.ª)
66,80023 eV Comparar Energía de ionización (5.ª) de todos los elementos →
Estados de oxidación
0, +1, +2, +3 Comparar Estados de oxidación de todos los elementos →
Electrones de valencia
3 Comparar Electrones de valencia de todos los elementos →
Configuración electrónica
[Xe] 6s2 4f14 5d1

Termodinámicas

Calor de fusión
0,18759393 eV Comparar Calor de fusión de todos los elementos →
Calor de vaporización
3,679328 eV Comparar Calor de vaporización de todos los elementos →
Calor de sublimación
4,435923 eV
Calor de atomización
4,435923 eV
Entalpía de atomización
4,431777 eV

Nucleares

Protones
71 Comparar Protones de todos los elementos →
Neutrones
104 Comparar Neutrones de todos los elementos →
Isótopos conocidos
39 Comparar Isótopos conocidos de todos los elementos →
Isótopos estables
1 Comparar Isótopos estables de todos los elementos →
Isótopo más estable
Lu-175
Año de descubrimiento
1907

Abundancia

Abundancia (corteza terrestre)
0,8 mg/kg Comparar Abundancia (corteza terrestre) de todos los elementos →
Abundancia (océano)
1,5 × 10−7 mg/L Comparar Abundancia (océano) de todos los elementos →

Estructura cristalina

Constante de red a
351 pm

Estructura electrónica

Electrones por capa
2, 8, 18, 32, 9, 2 Comparar Electrones por capa de todos los elementos →

Identificadores

Número CAS
7439-94-3 Comparar Número CAS de todos los elementos →
Símbolo del término
2D3/2
InChI
InChI=1S/Lu
Clave InChI
OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N

Configuración electrónica Medido

Carga del ion
Protones 71
Electrones 71
Carga Neutro
Configuración Lu: 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Configuración electrónica
Medido
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Diagrama de orbitales
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
14/14
5d
1/10 1↑
Total de electrones: 71 Desapareados: 1 ?

Modelo atómico

Protones 71
Neutrones 104
Electrones 71
Número másico 175
Estabilidad Estable

Los isótopos cambian el número de neutrones, la masa y la estabilidad, pero no la configuración electrónica de un átomo neutro.

Modelo atómico esquemático, no a escala.

Huella atómica

Espectro de emisión / absorción

0 / 0 (0 0 con intensidad)
Medido
Emisión Visible: 380–750 nm

Distribución isotópica

17597,4010%Número másicoAbundancia natural (%)
Número másicoMasa atómica (u)Abundancia naturalPeriodo de semidesintegración
175 Estable174,9407752 ± 0,00000297,4010%Estable
Medido

Fase / Estado

1 atm / 101,325 kPa
Sólido 25 °C (298,15 K)

Motivo: 1637,8 °C por debajo del punto de fusión (1662,85 °C)

Punto de fusión 1662,85 °C
Punto de ebullición 3401,85 °C
Por debajo del punto de fusión en 1637,8 °C
0 K Temperatura actual: 25 °C 6000 K
Secuencia de fases

Esquemático, no a escala

Sólido
Líquido
Gas
Fusión
Ebullición
25°C
Sólido
Líquido
Gas
Actual

Puntos de transición de fase

Punto de fusión Bibliografía
1662,85 °C
Punto de ebullición Bibliografía
3401,85 °C
Fase actual Calculado
Sólido

Energías de transición

Calor de fusión Bibliografía
0,18759393 eV

Energía necesaria para fundir 1 mol en el punto de fusión

Calor de vaporización Bibliografía
3,679328 eV

Energía necesaria para vaporizar 1 mol en el punto de ebullición

Calor de sublimación Bibliografía
4,435923 eV

Energía necesaria para sublimar 1 mol en el punto de sublimación

Densidad

Densidad de referencia Bibliografía
9840 kg/m³

En condiciones estándar

Densidad actual Calculado
9840 kg/m³

En condiciones estándar

Espectros atómicos

Se muestran 10 de 71. Ordenado por carga del ion (ascendente).

Líneas disponibles ?

IonCargaTotal de líneasProbabilidades de transiciónDesignaciones de los niveles
Lu I 013344108
Lu II +179917
Lu III +26400
Lu IV +310000
Lu V +46400
Líneas disponibles en el NIST →

Niveles disponibles ?

IonCargaNiveles
Lu I 0234
Lu II +140
Lu III +229
Lu IV +362
Lu V +440
Lu VI +52
Lu VII +62
Lu VIII +72
Lu IX +82
Lu X +92
Niveles disponibles en el NIST →
71 Lu 174.9668

Lutetium — Visualizador de orbitales atómicos

[Xe]6s24f145d1
Niveles de energía 2 8 18 32 9 2
Estados de oxidación 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Lutetium — Vista previa del visualizador de orbitales atómicos
Three.js solo se carga cuando se solicita
71 Lu 174.9668

Lutetium — Visualizador de estructuras cristalinas

Hexagonal primitiva · Pearson hP2
Experimental
Pearson hP2
N.º de coord. 12
Empaquetamiento 74.048%
Lutetium — Vista previa del visualizador de estructuras cristalinas
Three.js solo se carga cuando se solicita

Radios iónicos

CargaCoordinaciónEspínRadio
+36N/D86.1 pm
+38N/D97.7 pm
+39N/D103.2 pm

Compuestos

Lu
174,967 u
Lu+3
174,967 u
Lu
176,944 u
Lu
175,943 u
Lu
170,938 u
Lu
173,940 u
Lu
169,939 u
Lu
171,939 u
Lu+3
176,944 u
Lu
178,947 u
Lu
172,939 u
Lu
177,946 u
Lu
168,938 u
Lu
156,950 u

Isótopos (1)

Número másicoMasa atómica (u)Abundancia naturalPeriodo de semidesintegraciónModo de desintegración
175 Estable174,9407752 ± 0,00000297,4010% ± 0,0130%Estable
stable
175 Estable
Masa atómica (u) 174,9407752 ± 0,000002
Abundancia natural 97,4010% ± 0,0130%
Periodo de semidesintegración Estable
Modo de desintegración
stable

Propiedades ampliadas

Radios covalentes (ampliados)

Radio covalente (Pyykkö)
162 pm
Radio covalente (Pyykkö, enlace doble)
131 pm
Radio covalente (Pyykkö, enlace triple)
131 pm

Radios de van der Waals

Alvarez
274 pm
UFF
364 pm
MM3
265 pm

Radios atómicos y metálicos

Radio atómico (Rahm)
270 pm

Escalas de numeración

Mendeleev
41
Pettifor
21
Glawe
19

Escalas de electronegatividad

Ghosh
0
Miedema
3
Gunnarsson–Lundqvist
3
Robles–Bartolotti
2

Polarizabilidad y dispersión

Polarizabilidad dipolar
137 a.u.
Polarizabilidad dipolar (incert.)
7 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
2020 Ha·Bohr6

Afinidad química

Afinidad protónica
992 kJ/mol
Basicidad en fase gaseosa
970,6 kJ/mol

Parámetros de Miedema

Volumen molar de Miedema
17,77 cm3/mol
Densidad electrónica de Miedema
2

Riesgo de suministro y economía

Concentración de la producción
97
Riesgo relativo de suministro
10
Distribución de las reservas
50
Estabilidad política (principal productor)
24
Estabilidad política (país con mayores reservas)
24

Transiciones de fase y alótropos

Punto de fusión1936,15 K
Punto de ebullición3675,15 K

Categorías de estados de oxidación

+2 extended
+3 main
0 extended
+1 extended

Datos de referencia avanzados

Constantes de apantallamiento (14)
nOrbitalσ
1s1,3805
2p4,389
2s18,5502
3d13,5812
3p20,8337
3s21,4655
4d35,7108
4f40,0688
4p33,8096
4s32,7308
Detalle de los radios cristalinos (3)
CargaCNEspínrcrystal (pm)Origen
3VI100,1from r^3 vs V plots,
3VIII111,7from r^3 vs V plots,
3IX117,2from r^3 vs V plots,
Modos de desintegración de los isótopos (53)
IsótopoModoIntensidad
150p100%
150B+—
151p—
151B+—
152B+100%
152B+p15%
153A—
153B+—
153p0%
154B+—
Factores de dispersión de rayos X (514)
Energía (eV)f₁f₂
10—1,67493
10,1617—1,63824
10,3261—1,60236
10,4931—1,56726
10,6628—1,53293
10,8353—1,49935
11,0106—1,46651
11,1886—1,43538
11,3696—1,42424
11,5535—1,41319

Datos adicionales

Referencias

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Lu

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Lutetium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Nota sobre la licencia: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Lutetium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Nota sobre la licencia: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Lutetium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Lutetium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Lutetium

This section provides all form of data related to element Lutetium.

9 PubChem Elements
Lutetium

The element property data was retrieved from publications.

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