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Lu 71

Lutetium (Lu)

lanthanide
Período: 6 Grupo: 3 Bloco: f

Solid

Peso atômico padrão

174,9668 u

Configuração eletrônica

[Xe] 6s2 4f14 5d1

Ponto de fusão

1662,85 °C

Ponto de ebulição

3401,85 °C

Densidade

9840 kg/m³

Estados de oxidação

0, +1, +2, +3

Eletronegatividade (Pauling)

1,27

Energia de ionização (1ª)

5,425871 eV

Ano da descoberta

1907

Raio atômico

175 pm

Detalhes

Origem do nome Named for the ancient name of Paris, Lutecia.
País da descoberta France
Descobridores 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.

Imagens

Propriedades

Química

Eletronegatividade (Pauling)
1,27 Comparar Eletronegatividade (Pauling) de todos os elementos →
Eletronegatividade (Allen)
1,09
Afinidade eletrônica
0,346 eV
Energia de ionização (1ª)
5,425871 eV Comparar Energia de ionização (1ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (2ª)
14,130049 eV Comparar Energia de ionização (2ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (3ª)
20,959472 eV Comparar Energia de ionização (3ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (4ª)
45,249156 eV Comparar Energia de ionização (4ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (5ª)
66,80023 eV Comparar Energia de ionização (5ª) de todos os elementos →
Estados de oxidação
0, +1, +2, +3 Comparar Estados de oxidação de todos os elementos →
Elétrons de valência
3 Comparar Elétrons de valência de todos os elementos →
Configuração eletrônica
[Xe] 6s2 4f14 5d1

Termodinâmica

Calor de fusão
0,18759393 eV Comparar Calor de fusão de todos os elementos →
Calor de vaporização
3,679328 eV Comparar Calor de vaporização de todos os elementos →
Calor de sublimação
4,435923 eV
Calor de atomização
4,435923 eV
Entalpia de atomização
4,431777 eV

Nuclear

Prótons
71 Comparar Prótons de todos os elementos →
Nêutrons
104 Comparar Nêutrons de todos os elementos →
Isótopos conhecidos
39 Comparar Isótopos conhecidos de todos os elementos →
Isótopos estáveis
1 Comparar Isótopos estáveis de todos os elementos →
Isótopo mais estável
Lu-175
Ano da descoberta
1907

Abundância

Abundância (crosta terrestre)
0,8 mg/kg Comparar Abundância (crosta terrestre) de todos os elementos →
Abundância (oceano)
1,5 × 10−7 mg/L Comparar Abundância (oceano) de todos os elementos →

Estrutura cristalina

Constante de rede a
351 pm

Estrutura eletrônica

Elétrons por camada
2, 8, 18, 32, 9, 2 Comparar Elétrons por camada de todos os elementos →

Identificadores

Número CAS
7439-94-3 Comparar Número CAS de todos os elementos →
Símbolo de termo
2D3/2
InChI
InChI=1S/Lu
Chave InChI
OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N

Configuração eletrônica Medido

Carga do íon
Prótons 71
Elétrons 71
Carga Neutro
Configuração Lu: 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Configuração eletrônica
Medido
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Diagrama de orbitais
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 elétrons: 71 Desemparelhados: 1 ?

Modelo atômico

Prótons 71
Nêutrons 104
Elétrons 71
Número de massa 175
Estabilidade Estável

Os isótopos alteram o número de nêutrons, a massa e a estabilidade — não a configuração eletrônica de um átomo neutro.

Modelo atômico esquemático, sem escala.

Assinatura atômica

Espectro de emissão / absorção

0 / 0 (0 0 com intensidade)
Medido
Emissão Visível: 380–750 nm

Distribuição isotópica

17597,4010%Número de massaAbundância natural (%)
Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vida
175 Estável174,9407752 ± 0,00000297,4010%Estável
Medido

Fase / Estado

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

Motivo: 1637,8 °C abaixo do ponto de fusão (1662,85 °C)

Ponto de fusão 1662,85 °C
Ponto de ebulição 3401,85 °C
Abaixo do ponto de fusão em 1637,8 °C
0 K Temperatura atual: 25 °C 6000 K
Linha do tempo das fases

Esquemático, sem escala

Sólido
Líquido
Gás
Fusão
Ebulição
25°C
Sólido
Líquido
Gás
Atual

Pontos de transição de fase

Ponto de fusão Literatura
1662,85 °C
Ponto de ebulição Literatura
3401,85 °C
Fase atual Calculado
Sólido

Energias de transição

Calor de fusão Literatura
0,18759393 eV

Energia necessária para fundir 1 mol no ponto de fusão

Calor de vaporização Literatura
3,679328 eV

Energia necessária para vaporizar 1 mol no ponto de ebulição

Calor de sublimação Literatura
4,435923 eV

Energia necessária para sublimar 1 mol no ponto de sublimação

Densidade

Densidade de referência Literatura
9840 kg/m³

Em condições padrão

Densidade atual Calculado
9840 kg/m³

Em condições padrão

Espectros atômicos

Mostrando 10 de 71. Ordenado por carga do íon (ordem crescente).

Dados de linhas disponíveis ?

ÍonCargaTotal de linhasProbabilidades de transiçãoDesignações dos níveis
Lu I 013344108
Lu II +179917
Lu III +26400
Lu IV +310000
Lu V +46400
Dados de linhas disponíveis no NIST →

Dados de níveis disponíveis ?

ÍonCargaNíveis
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
Dados de níveis disponíveis no NIST →
71 Lu 174.9668

Lutetium — Visualizador de orbitais atômicos

[Xe]6s24f145d1
Níveis de energia 2 8 18 32 9 2
Estados de oxidação 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Lutetium — Prévia do visualizador de orbitais atômicos
O Three.js é carregado apenas quando solicitado
71 Lu 174.9668

Lutetium — Visualizador de estruturas cristalinas

Hexagonal primitiva · Pearson hP2
Experimental
Pearson hP2
Nº de coord. 12
Empacotamento 74.048%
Lutetium — Prévia do visualizador de estruturas cristalinas
O Three.js é carregado apenas quando solicitado

Raios iônicos

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

Compostos

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 de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vidaModo de decaimento
175 Estável174,9407752 ± 0,00000297,4010% ± 0,0130%Estável
stable
175 Estável
Massa atômica (u) 174,9407752 ± 0,000002
Abundância natural 97,4010% ± 0,0130%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable

Propriedades ampliadas

Raios covalentes (dados ampliados)

Raio covalente (Pyykkö)
162 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação dupla)
131 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação tripla)
131 pm

Raios de van der Waals

Alvarez
274 pm
UFF
364 pm
MM3
265 pm

Raios atômicos e metálicos

Raio atômico (Rahm)
270 pm

Escalas de numeração

Mendeleev
41
Pettifor
21
Glawe
19

Escalas de eletronegatividade

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

Polarizabilidade e dispersão

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

Afinidade química

Afinidade protônica
992 kJ/mol
Basicidade em fase gasosa
970,6 kJ/mol

Parâmetros de Miedema

Volume molar de Miedema
17,77 cm3/mol
Densidade eletrônica de Miedema
2

Risco de abastecimento e economia

Concentração da produção
97
Risco relativo de abastecimento
10
Distribuição das reservas
50
Estabilidade política (maior produtor)
24
Estabilidade política (detentor das maiores reservas)
24

Transições de fase e alótropos

Ponto de fusão1936,15 K
Ponto de ebulição3675,15 K

Categorias de estados de oxidação

+2 extended
+3 main
0 extended
+1 extended

Dados de referência avançados

Constantes de blindagem (14)
nOrbitalσ
1s1,3805
2p4,389
2s18,5502
3d13,5812
3p20,8337
3s21,4655
4d35,7108
4f40,0688
4p33,8096
4s32,7308
Detalhes dos raios cristalinos (3)
CargaCNSpinrcrystal (pm)Origem
3VI100,1from r^3 vs V plots,
3VIII111,7from r^3 vs V plots,
3IX117,2from r^3 vs V plots,
Modos de decaimento dos isótopos (53)
IsótopoModoIntensidade
150p100%
150B+—
151p—
151B+—
152B+100%
152B+p15%
153A—
153B+—
153p0%
154B+—
Fatores de espalhamento de raios 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

Dados adicionais

Referências

(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 a licença: 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 a licença: 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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