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Lu 71

Lutetium (Lu)

lanthanide
周期: 6 族: 3 ブロック: f

Solid

標準原子量

174.9668 u

電子配置

[Xe] 6s2 4f14 5d1

融点

1662.85 °C

沸点

3401.85 °C

密度

9840 kg/m³

酸化数

0, +1, +2, +3

電気陰性度(Pauling)

1.27

第1イオン化エネルギー

5.425871 eV

発見年

1907

原子半径

175 pm

詳細

名称の由来 Named for the ancient name of Paris, Lutecia.
発見国 France
発見者 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.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
175 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
187 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
221 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
密度
9840 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.0178 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
1662.85 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
3401.85 °C 全元素の沸点を比較 →
比熱容量
0.154 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
26.86 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
六方最密充填構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
1.27 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
1.09
電子親和力
0.346 eV
第1イオン化エネルギー
5.425871 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
14.130049 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
20.959472 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
45.249156 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
66.80023 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
0, +1, +2, +3 全元素の酸化数を比較 →
価電子
3 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Xe] 6s2 4f14 5d1

熱力学的性質

融解熱
0.18759393 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
3.679328 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
4.435923 eV
原子化熱
4.435923 eV
原子化エンタルピー
4.431777 eV

原子核

陽子数
71 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
104 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
39 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
1 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
Lu-175
発見年
1907

存在度

存在度(地殻)
0.8 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
1.5 × 10−7 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
351 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 18, 32, 9, 2 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7439-94-3 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
2D3/2
InChI
InChI=1S/Lu
InChI Key
OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 71
電子 71
電荷 中性
電子配置 Lu: 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
電子配置
測定値
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
軌道図
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↑
総電子数: 71 不対電子: 1 ?

原子モデル

陽子 71
中性子 104
電子 71
質量数 175
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

0 / 0 (0 強度データあり:0本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

17597.4010%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
175 安定174.9407752 ± 0.00000297.4010%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(1662.85 °C)より1637.8 °C低い

融点 1662.85 °C
沸点 3401.85 °C
融点との差(下) 1637.8 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
1662.85 °C
沸点 文献値
3401.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.18759393 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
3.679328 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
4.435923 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
9840 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
9840 kg/m³

標準条件下

原子スペクトル

全71件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
Lu I 013344108
Lu II +179917
Lu III +26400
Lu IV +310000
Lu V +46400
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
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
NIST準位データの収録状況 →
71 Lu 174.9668

Lutetium — 原子軌道可視化ツール

[Xe]6s24f145d1
エネルギー準位 2 8 18 32 9 2
酸化数 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Lutetium — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
71 Lu 174.9668

Lutetium — 結晶構造可視化ツール

単純六方格子 · ピアソン記号 hP2
実験値
ピアソン記号 hP2
配位数 12
充填率 74.048%
Lutetium — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
+36データなし86.1 pm
+38データなし97.7 pm
+39データなし103.2 pm

化合物

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

同位体 (1)

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
175 安定174.9407752 ± 0.00000297.4010% ± 0.0130%安定
stable
175 安定
原子質量(u) 174.9407752 ± 0.000002
天然存在比 97.4010% ± 0.0130%
半減期 安定
崩壊形式
stable

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
162 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
131 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
131 pm

ファンデルワールス半径

Alvarez
274 pm
UFF
364 pm
MM3
265 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
270 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
41
Pettifor
21
Glawe
19

電気陰性度の尺度

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

分極率と分散

双極子分極率
137 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
7 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
2020 Ha·Bohr6

化学親和力

プロトン親和力
992 kJ/mol
気相塩基性
970.6 kJ/mol

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
17.77 cm3/mol
ミーデマ電子密度
2

供給リスクと経済性

生産集中度
97
相対供給リスク
10
埋蔵量の分布
50
政治的安定性(最大生産国)
24
政治的安定性(最大埋蔵国)
24

相転移と同素体

融点1936.15 K
沸点3675.15 K

酸化数の分類

+2 extended
+3 main
0 extended
+1 extended

専門参考データ

遮蔽定数 (14)
n軌道σ
1s1.3805
2p4.389
2s18.5502
3d13.5812
3p20.8337
3s21.4655
4d35.7108
4f40.0688
4p33.8096
4s32.7308
結晶半径の詳細 (3)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
3VI100.1from r^3 vs V plots,
3VIII111.7from r^3 vs V plots,
3IX117.2from r^3 vs V plots,
同位体の崩壊形式 (53)
同位体モード強度
150p100%
150B+—
151p—
151B+—
152B+100%
152B+p15%
153A—
153B+—
153p0%
154B+—
X線散乱因子 (514)
エネルギー (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

追加データ

参考文献

(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.

ライセンスに関する注記: 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/

ライセンスに関する注記: 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.

最終更新:

データ検証済み:

内容は最新の科学データと照合して確認されています。