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Lu 71

Lutetium (Lu)

lanthanide
Période: 6 Groupe: 3 Bloc: f

Solid

Masse atomique relative standard

174,9668 u

Configuration électronique

[Xe] 6s2 4f14 5d1

Point de fusion

1662,85 °C

Point d’ébullition

3401,85 °C

Masse volumique

9840 kg/m³

États d’oxydation

0, +1, +2, +3

Électronégativité (Pauling)

1,27

Énergie d’ionisation (1re)

5,425871 eV

Année de découverte

1907

Rayon atomique

175 pm

Détails

Origine du nom Named for the ancient name of Paris, Lutecia.
Pays de découverte France
Découvreurs 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.

Images

Propriétés

Propriétés chimiques

Électronégativité (Pauling)
1,27 Comparer : Électronégativité (Pauling) de tous les éléments →
Électronégativité (Allen)
1,09
Affinité électronique
0,346 eV
Énergie d’ionisation (1re)
5,425871 eV Comparer : Énergie d’ionisation (1re) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (2e)
14,130049 eV Comparer : Énergie d’ionisation (2e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (3e)
20,959472 eV Comparer : Énergie d’ionisation (3e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (4e)
45,249156 eV Comparer : Énergie d’ionisation (4e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (5e)
66,80023 eV Comparer : Énergie d’ionisation (5e) de tous les éléments →
États d’oxydation
0, +1, +2, +3 Comparer : États d’oxydation de tous les éléments →
Électrons de valence
3 Comparer : Électrons de valence de tous les éléments →
Configuration électronique
[Xe] 6s2 4f14 5d1

Propriétés thermodynamiques

Enthalpie de fusion
0,18759393 eV Comparer : Enthalpie de fusion de tous les éléments →
Enthalpie de vaporisation
3,679328 eV Comparer : Enthalpie de vaporisation de tous les éléments →
Enthalpie de sublimation
4,435923 eV
Enthalpie d’atomisation
4,435923 eV
Enthalpie d’atomisation
4,431777 eV

Propriétés nucléaires

Protons
71 Comparer : Protons de tous les éléments →
Neutrons
104 Comparer : Neutrons de tous les éléments →
Isotopes connus
39 Comparer : Isotopes connus de tous les éléments →
Isotopes stables
1 Comparer : Isotopes stables de tous les éléments →
Isotope le plus stable
Lu-175
Année de découverte
1907

Abondance

Abondance (croûte terrestre)
0,8 mg/kg Comparer : Abondance (croûte terrestre) de tous les éléments →
Abondance (océan)
1,5 × 10−7 mg/L Comparer : Abondance (océan) de tous les éléments →

Structure cristalline

Paramètre de maille a
351 pm

Structure électronique

Électrons par couche
2, 8, 18, 32, 9, 2 Comparer : Électrons par couche de tous les éléments →

Identifiants

Numéro CAS
7439-94-3 Comparer : Numéro CAS de tous les éléments →
Symbole de terme
2D3/2
InChI
InChI=1S/Lu
Clé InChI
OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N

Configuration électronique Mesuré

Charge ionique
Protons 71
Électrons 71
Charge Neutre
Configuration Lu: 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Configuration électronique
Mesuré
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Diagramme d’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↑
Nombre total d’électrons: 71 Non appariés: 1 ?

Modèle atomique

Protons 71
Neutrons 104
Électrons 71
Nombre de masse 175
Stabilité Stable

Les isotopes diffèrent par leur nombre de neutrons, leur masse et leur stabilité — pas par la configuration électronique de l’atome neutre.

Modèle atomique schématique, non à l’échelle.

Empreinte atomique

Spectre d’émission / d’absorption

0 / 0 (0 0 avec intensité)
Mesuré
Émission Visible : 380–750 nm

Distribution isotopique

17597,4010%Nombre de masseAbondance naturelle (%)
Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vie
175 Stable174,9407752 ± 0,00000297,4010%Stable
Mesuré

Phase / État

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

Explication: 1637,8 °C en dessous du point de fusion (1662,85 °C)

Point de fusion 1662,85 °C
Point d’ébullition 3401,85 °C
Écart en dessous du point de fusion 1637,8 °C
0 K Température actuelle: 25 °C 6000 K
Échelle des phases

Schématique, non à l’échelle

Solide
Liquide
Gaz
Fusion
Ébullition
25°C
Solide
Liquide
Gaz
Actuel

Points de transition de phase

Point de fusion Littérature scientifique
1662,85 °C
Point d’ébullition Littérature scientifique
3401,85 °C
Phase actuelle Calculé
Solide

Énergies de transition

Enthalpie de fusion Littérature scientifique
0,18759393 eV

Énergie nécessaire pour faire fondre 1 mol au point de fusion

Enthalpie de vaporisation Littérature scientifique
3,679328 eV

Énergie nécessaire pour vaporiser 1 mol au point d’ébullition

Enthalpie de sublimation Littérature scientifique
4,435923 eV

Énergie nécessaire pour sublimer 1 mol au point de sublimation

Masse volumique

Masse volumique de référence Littérature scientifique
9840 kg/m³

Dans les conditions standard

Masse volumique actuelle Calculé
9840 kg/m³

Dans les conditions standard

Spectres atomiques

Affichage de 10 sur 71. Tri par charge ionique croissante.

Raies répertoriées ?

IonChargeNombre total de raiesProbabilités de transitionDésignations des niveaux
Lu I 013344108
Lu II +179917
Lu III +26400
Lu IV +310000
Lu V +46400
Raies répertoriées par le NIST →

Niveaux répertoriés ?

IonChargeNiveaux
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
Niveaux répertoriés par le NIST →
71 Lu 174.9668

Lutetium — Visualiseur d’orbitales atomiques

[Xe]6s24f145d1
Niveaux d’énergie 2 8 18 32 9 2
États d’oxydation 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Lutetium — Aperçu du visualiseur d’orbitales atomiques
Three.js se charge uniquement à la demande
71 Lu 174.9668

Lutetium — Visualiseur de structure cristalline

Hexagonal primitif · Pearson hP2
Expérimental
Pearson hP2
N° de coord. 12
Compacité 74.048%
Lutetium — Aperçu du visualiseur de structure cristalline
Three.js se charge uniquement à la demande

Rayons ioniques

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

Composés

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

Isotopes (1)

Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vieMode de désintégration
175 Stable174,9407752 ± 0,00000297,4010% ± 0,0130%Stable
stable
175 Stable
Masse atomique (u) 174,9407752 ± 0,000002
Abondance naturelle 97,4010% ± 0,0130%
Demi-vie Stable
Mode de désintégration
stable

Propriétés étendues

Rayons covalents (données étendues)

Rayon covalent (Pyykkö)
162 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison double)
131 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison triple)
131 pm

Rayons de van der Waals

Alvarez
274 pm
UFF
364 pm
MM3
265 pm

Rayons atomiques et métalliques

Rayon atomique (Rahm)
270 pm

Échelles de numérotation

Mendeleev
41
Pettifor
21
Glawe
19

Échelles d’électronégativité

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

Polarisabilité et dispersion

Polarisabilité dipolaire
137 a.u.
Polarisabilité dipolaire (incertitude)
7 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
2020 Ha·Bohr6

Affinité chimique

Affinité protonique
992 kJ/mol
Basicité en phase gazeuse
970,6 kJ/mol

Paramètres de Miedema

Volume molaire de Miedema
17,77 cm3/mol
Densité électronique de Miedema
2

Risque d’approvisionnement et économie

Concentration de la production
97
Risque relatif d’approvisionnement
10
Répartition des réserves
50
Stabilité politique (principal producteur)
24
Stabilité politique (principal détenteur de réserves)
24

Transitions de phase et allotropes

Point de fusion1936,15 K
Point d’ébullition3675,15 K

Catégories d’états d’oxydation

+2 extended
+3 main
0 extended
+1 extended

Données de référence avancées

Constantes d’écran (14)
nOrbitaleσ
1s1,3805
2p4,389
2s18,5502
3d13,5812
3p20,8337
3s21,4655
4d35,7108
4f40,0688
4p33,8096
4s32,7308
Détail des rayons cristallins (3)
ChargeCNSpinrcrystal (pm)Origine
3VI100,1from r^3 vs V plots,
3VIII111,7from r^3 vs V plots,
3IX117,2from r^3 vs V plots,
Modes de désintégration des isotopes (53)
IsotopeModeIntensité
150p100%
150B+—
151p—
151B+—
152B+100%
152B+p15%
153A—
153B+—
153p0%
154B+—
Facteurs de diffusion des rayons X (514)
Énergie (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

Données complémentaires

Références

(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.

Note sur la licence: 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/

Note sur la licence: 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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