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Lu 71

Lutetium (Lu)

lanthanide
Periodo: 6 Gruppo: 3 Blocco: f

Solid

Peso atomico standard

174,9668 u

Configurazione elettronica

[Xe] 6s2 4f14 5d1

Punto di fusione

1662,85 °C

Punto di ebollizione

3401,85 °C

Densità

9840 kg/m³

Stati di ossidazione

0, +1, +2, +3

Elettronegatività (Pauling)

1,27

Energia di ionizzazione (1ª)

5,425871 eV

Anno della scoperta

1907

Raggio atomico

175 pm

Dettagli

Origine del nome Named for the ancient name of Paris, Lutecia.
Paese della scoperta France
Scopritori 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.

Immagini

Proprietà

Chimiche

Elettronegatività (Pauling)
1,27 Confronta Elettronegatività (Pauling) di tutti gli elementi →
Elettronegatività (Allen)
1,09
Affinità elettronica
0,346 eV
Energia di ionizzazione (1ª)
5,425871 eV Confronta Energia di ionizzazione (1ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (2ª)
14,130049 eV Confronta Energia di ionizzazione (2ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (3ª)
20,959472 eV Confronta Energia di ionizzazione (3ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (4ª)
45,249156 eV Confronta Energia di ionizzazione (4ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (5ª)
66,80023 eV Confronta Energia di ionizzazione (5ª) di tutti gli elementi →
Stati di ossidazione
0, +1, +2, +3 Confronta Stati di ossidazione di tutti gli elementi →
Elettroni di valenza
3 Confronta Elettroni di valenza di tutti gli elementi →
Configurazione elettronica
[Xe] 6s2 4f14 5d1

Termodinamiche

Calore di fusione
0,18759393 eV Confronta Calore di fusione di tutti gli elementi →
Calore di vaporizzazione
3,679328 eV Confronta Calore di vaporizzazione di tutti gli elementi →
Calore di sublimazione
4,435923 eV
Calore di atomizzazione
4,435923 eV
Entalpia di atomizzazione
4,431777 eV

Abbondanza

Abbondanza (crosta terrestre)
0,8 mg/kg Confronta Abbondanza (crosta terrestre) di tutti gli elementi →
Abbondanza (oceano)
1,5 × 10−7 mg/L Confronta Abbondanza (oceano) di tutti gli elementi →

Struttura cristallina

Costante reticolare a
351 pm

Struttura elettronica

Elettroni per guscio
2, 8, 18, 32, 9, 2 Confronta Elettroni per guscio di tutti gli elementi →

Identificativi

Numero CAS
7439-94-3 Confronta Numero CAS di tutti gli elementi →
Simbolo di termine
2D3/2
InChI
InChI=1S/Lu
Chiave InChI
OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N

Configurazione elettronica Misurato

Carica ionica
Protoni 71
Elettroni 71
Carica Neutro
Configurazione Lu: 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Configurazione elettronica
Misurato
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Diagramma degli orbitali
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↑
Elettroni totali: 71 Spaiati: 1 ?

Modello atomico

Protoni 71
Neutroni 104
Elettroni 71
Numero di massa 175
Stabilità Stabile

Gli isotopi modificano il numero di neutroni, la massa e la stabilità — non la configurazione elettronica di un atomo neutro.

Modello atomico schematico, non in scala.

Impronta atomica

Spettro di emissione / assorbimento

0 / 0 (0 0 con intensità)
Misurato
Emissione Visibile: 380–750 nm

Distribuzione isotopica

17597,4010%Numero di massaAbbondanza naturale (%)
Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivita
175 Stabile174,9407752 ± 0,00000297,4010%Stabile
Misurato

Fase / Stato

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

Motivo: 1637,8 °C sotto il punto di fusione (1662,85 °C)

Punto di fusione 1662,85 °C
Punto di ebollizione 3401,85 °C
Sotto il punto di fusione di 1637,8 °C
0 K Temperatura attuale: 25 °C 6000 K
Sequenza delle fasi

Schema non in scala

Solido
Liquido
Gas
Fusione
Ebollizione
25°C
Solido
Liquido
Gas
Attuale

Punti di transizione di fase

Punto di fusione Letteratura
1662,85 °C
Punto di ebollizione Letteratura
3401,85 °C
Fase attuale Calcolato
Solido

Energie di transizione

Calore di fusione Letteratura
0,18759393 eV

Energia necessaria per fondere 1 mol al punto di fusione

Calore di vaporizzazione Letteratura
3,679328 eV

Energia necessaria per vaporizzare 1 mol al punto di ebollizione

Calore di sublimazione Letteratura
4,435923 eV

Energia necessaria per sublimare 1 mol al punto di sublimazione

Densità

Densità di riferimento Letteratura
9840 kg/m³

In condizioni standard

Densità attuale Calcolato
9840 kg/m³

In condizioni standard

Spettri atomici

Sono visualizzati 10 di 71. Ordinamento per carica ionica crescente.

Righe disponibili ?

IoneCaricaRighe totaliProbabilità di transizioneDesignazioni dei livelli
Lu I 013344108
Lu II +179917
Lu III +26400
Lu IV +310000
Lu V +46400
Righe disponibili nel NIST →

Livelli disponibili ?

IoneCaricaLivelli
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
Livelli disponibili nel NIST →
71 Lu 174.9668

Lutetium — Visualizzatore degli orbitali atomici

[Xe]6s24f145d1
Livelli energetici 2 8 18 32 9 2
Stati di ossidazione 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Lutetium — Anteprima del visualizzatore degli orbitali atomici
Three.js viene caricato soltanto su richiesta
71 Lu 174.9668

Lutetium — Visualizzatore della struttura cristallina

Esagonale primitivo · Pearson hP2
Sperimentale
Pearson hP2
N. coord. 12
Impacchettamento 74.048%
Lutetium — Anteprima del visualizzatore della struttura cristallina
Three.js viene caricato soltanto su richiesta

Raggi ionici

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

Composti

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

Isotopi (1)

Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivitaModalità di decadimento
175 Stabile174,9407752 ± 0,00000297,4010% ± 0,0130%Stabile
stable
175 Stabile
Massa atomica (u) 174,9407752 ± 0,000002
Abbondanza naturale 97,4010% ± 0,0130%
Emivita Stabile
Modalità di decadimento
stable

Proprietà estese

Raggi covalenti (dati estesi)

Raggio covalente (Pyykkö)
162 pm
Raggio covalente (Pyykkö, legame doppio)
131 pm
Raggio covalente (Pyykkö, legame triplo)
131 pm

Raggi di van der Waals

Alvarez
274 pm
UFF
364 pm
MM3
265 pm

Raggi atomici e metallici

Raggio atomico (Rahm)
270 pm

Scale di numerazione

Mendeleev
41
Pettifor
21
Glawe
19

Scale di elettronegatività

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

Polarizzabilità e dispersione

Polarizzabilità dipolare
137 a.u.
Polarizzabilità dipolare (inc.)
7 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
2020 Ha·Bohr6

Affinità chimica

Affinità protonica
992 kJ/mol
Basicità in fase gassosa
970,6 kJ/mol

Parametri di Miedema

Volume molare di Miedema
17,77 cm3/mol
Densità elettronica di Miedema
2

Rischio di approvvigionamento ed economia

Concentrazione della produzione
97
Rischio relativo di approvvigionamento
10
Distribuzione delle riserve
50
Stabilità politica (principale produttore)
24
Stabilità politica (principale detentore di riserve)
24

Transizioni di fase e allotropi

Punto di fusione1936,15 K
Punto di ebollizione3675,15 K

Categorie degli stati di ossidazione

+2 extended
+3 main
0 extended
+1 extended

Dati di riferimento avanzati

Costanti di schermaggio (14)
nOrbitaleσ
1s1,3805
2p4,389
2s18,5502
3d13,5812
3p20,8337
3s21,4655
4d35,7108
4f40,0688
4p33,8096
4s32,7308
Dettaglio dei raggi cristallini (3)
CaricaCNSpinrcrystal (pm)Origine
3VI100,1from r^3 vs V plots,
3VIII111,7from r^3 vs V plots,
3IX117,2from r^3 vs V plots,
Modalità di decadimento degli isotopi (53)
IsotopoModalitàIntensità
150p100%
150B+—
151p—
151B+—
152B+100%
152B+p15%
153A—
153B+—
153p0%
154B+—
Fattori di diffusione dei raggi X (514)
Energia (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

Dati aggiuntivi

Riferimenti

(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 sulla licenza: 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 sulla licenza: 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.

Ultimo aggiornamento:

Dati verificati:

I contenuti vengono verificati sulla base dei dati scientifici più recenti.