Lu 71

Lutetium (Lu)

lanthanide
주기: 6 족: 3 블록: f

Solid

표준 원자량

174.9668 u

전자 배치

[Xe] 6s2 4f14 5d1

녹는점

1662.85 °C

끓는점

3401.85 °C

밀도

9840 kg/m³

산화 상태

0, +1, +2, +3

전기 음성도(Pauling)

1.27

제1 이온화 에너지

5.425871 eV

발견 연도

1907

원자 반지름

175 pm

상세 정보

이름의 유래 Named for the ancient name of Paris, Lutecia.
발견 국가 France
발견자 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.

이미지

특성

물리적 특성

원자 반지름(경험값)
175 pm 모든 원소의 원자 반지름(경험값) 비교 →
공유 결합 반지름
187 pm 모든 원소의 공유 결합 반지름 비교 →
반데르발스 반지름
221 pm 모든 원소의 반데르발스 반지름 비교 →
밀도
9840 kg/m³ 모든 원소의 밀도 비교 →
몰 부피
0.0178 L/mol
STP에서의 상
고체 모든 원소의 STP에서의 상 비교 →
녹는점
1662.85 °C 모든 원소의 녹는점 비교 →
끓는점
3401.85 °C 모든 원소의 끓는점 비교 →
비열
0.154 J/(g·K) 모든 원소의 비열 비교 →
몰 열용량
26.86 J/(mol·K) 모든 원소의 몰 열용량 비교 →
결정 구조
육방 조밀 충전 모든 원소의 결정 구조 비교 →

화학적 특성

전기 음성도(Pauling)
1.27 모든 원소의 전기 음성도(Pauling) 비교 →
전기 음성도(Allen)
1.09
전자 친화도
0.346 eV
제1 이온화 에너지
5.425871 eV 모든 원소의 제1 이온화 에너지 비교 →
제2 이온화 에너지
14.130049 eV 모든 원소의 제2 이온화 에너지 비교 →
제3 이온화 에너지
20.959472 eV 모든 원소의 제3 이온화 에너지 비교 →
제4 이온화 에너지
45.249156 eV 모든 원소의 제4 이온화 에너지 비교 →
제5 이온화 에너지
66.80023 eV 모든 원소의 제5 이온화 에너지 비교 →
산화 상태
0, +1, +2, +3 모든 원소의 산화 상태 비교 →
원자가 전자
3 모든 원소의 원자가 전자 비교 →
전자 배치
[Xe] 6s2 4f14 5d1

열역학적 특성

융해열
0.18759393 eV 모든 원소의 융해열 비교 →
기화열
3.679328 eV 모든 원소의 기화열 비교 →
승화열
4.435923 eV
원자화열
4.435923 eV
원자화 엔탈피
4.431777 eV

핵 특성

양성자 수
71 모든 원소의 양성자 수 비교 →
중성자 수
104 모든 원소의 중성자 수 비교 →
알려진 동위원소 수
39 모든 원소의 알려진 동위원소 수 비교 →
안정 동위원소 수
1 모든 원소의 안정 동위원소 수 비교 →
가장 안정한 동위원소
Lu-175
발견 연도
1907

존재비

존재비(지각)
0.8 mg/kg 모든 원소의 존재비(지각) 비교 →
존재비(해양)
1.5 × 10−7 mg/L 모든 원소의 존재비(해양) 비교 →

결정 구조

격자 상수 a
351 pm

전자 구조

전자껍질별 전자 수
2, 8, 18, 32, 9, 2 모든 원소의 전자껍질별 전자 수 비교 →

식별자

CAS 등록 번호
7439-94-3 모든 원소의 CAS 등록 번호 비교 →
항 기호
2D3/2
InChI
InChI=1S/Lu
InChI 키
OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N

전자 배치 측정값

이온 전하
양성자 71
전자 71
전하 중성
배치 Lu: 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
전자 배치
측정값
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
오비탈 도표
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↑
총 전자 수: 71 홀전자: 1 ?

원자 모형

양성자 71
중성자 104
전자 71
질량수 175
안정성 안정

동위원소에 따라 중성자 수, 질량, 안정성은 달라지지만, 중성 원자의 전자 배치는 달라지지 않습니다.

개략적인 원자 모형이며 실제 비율과 다릅니다.

원자 지문

방출 / 흡수 스펙트럼

0 / 0 (0 세기 정보가 있는 선 0개)
측정값
방출 가시광선: 380–750 nm

동위원소 분포

17597.4010%질량수천연 존재비(%)
질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기
175 안정174.9407752 ± 0.00000297.4010%안정
측정값

상 / 상태

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

이유: 녹는점(1662.85 °C)보다 1637.8 °C 낮음

녹는점 1662.85 °C
끓는점 3401.85 °C
녹는점 미달 온도 1637.8 °C
0 K 현재 온도: 25 °C 6000 K
상 변화 도표

개략도이며 실제 비율과 다름

고체
액체
기체
녹는점
끓는점
25°C
고체
액체
기체
현재

상전이점

녹는점 문헌값
1662.85 °C
끓는점 문헌값
3401.85 °C
현재 상 계산값
고체

전이 에너지

융해열 문헌값
0.18759393 eV

녹는점에서 1 mol을 녹이는 데 필요한 에너지

기화열 문헌값
3.679328 eV

끓는점에서 1 mol을 기화시키는 데 필요한 에너지

승화열 문헌값
4.435923 eV

승화점에서 1 mol을 승화시키는 데 필요한 에너지

밀도

기준 밀도 문헌값
9840 kg/m³

표준 조건에서

현재 밀도 계산값
9840 kg/m³

표준 조건에서

원자 스펙트럼

전체 71개 중 10개를 표시합니다. 이온 전하순으로 정렬되었습니다(오름차순).

보유 스펙트럼선 데이터 ?

이온전하총 스펙트럼선 수전이 확률준위 표기
Lu I 013344108
Lu II +179917
Lu III +26400
Lu IV +310000
Lu V +46400
NIST 보유 스펙트럼선 데이터 →

보유 에너지 준위 데이터 ?

이온전하준위
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 보유 에너지 준위 데이터 →
71 Lu 174.9668

Lutetium — 원자 오비탈 시각화 도구

[Xe]6s24f145d1
에너지 준위 2 8 18 32 9 2
산화 상태 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Lutetium — 원자 오비탈 시각화 도구 미리보기
Three.js는 요청할 때만 불러옵니다
71 Lu 174.9668

Lutetium — 결정 구조 시각화 도구

원시 육방 · 피어슨 기호 hP2
실험 기반
피어슨 기호 hP2
배위수 12
충전율 74.048%
Lutetium — 결정 구조 시각화 도구 미리보기
Three.js는 요청할 때만 불러옵니다

이온 반지름

전하배위스핀반지름
+36해당 없음86.1 pm
+38해당 없음97.7 pm
+39해당 없음103.2 pm

화합물

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

동위원소 (1)

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기붕괴 방식
175 안정174.9407752 ± 0.00000297.4010% ± 0.0130%안정
stable
175 안정
원자 질량(u) 174.9407752 ± 0.000002
천연 존재비 97.4010% ± 0.0130%
반감기 안정
붕괴 방식
stable

확장 특성

공유 결합 반지름(확장)

공유 결합 반지름(Pyykkö)
162 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 이중 결합)
131 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 삼중 결합)
131 pm

반데르발스 반지름

Alvarez
274 pm
UFF
364 pm
MM3
265 pm

원자 및 금속 반지름

원자 반지름(Rahm)
270 pm

번호 척도

Mendeleev
41
Pettifor
21
Glawe
19

전기 음성도 척도

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

분극률 및 분산

쌍극자 분극률
137 a.u.
쌍극자 분극률(불확도)
7 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
2020 Ha·Bohr6

화학 친화력

양성자 친화도
992 kJ/mol
기체상 염기성
970.6 kJ/mol

미데마 매개변수

미데마 몰 부피
17.77 cm3/mol
미데마 전자 밀도
2

공급 위험 및 경제성

생산 집중도
97
상대적 공급 위험
10
매장량 분포
50
정치적 안정성(최대 생산국)
24
정치적 안정성(최대 매장국)
24

상전이 및 동소체

녹는점1936.15 K
끓는점3675.15 K

산화 상태 분류

+2 extended
+3 main
0 extended
+1 extended

심화 참고 데이터

차폐 상수 (14)
n오비탈σ
1s1.3805
2p4.389
2s18.5502
3d13.5812
3p20.8337
3s21.4655
4d35.7108
4f40.0688
4p33.8096
4s32.7308
결정 반지름 상세 정보 (3)
전하CN스핀rcrystal (pm)기원
3VI100.1from r^3 vs V plots,
3VIII111.7from r^3 vs V plots,
3IX117.2from r^3 vs V plots,
동위원소 붕괴 방식 (53)
동위원소모드세기
150p100%
150B+—
151p—
151B+—
152B+100%
152B+p15%
153A—
153B+—
153p0%
154B+—
X선 산란 인자 (514)
에너지 (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

추가 데이터

참고 문헌

(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.

라이선스 안내: 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/

라이선스 안내: 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.

최종 업데이트:

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