Lu 71

Лютеций (Lu)

Лантаноид
Период: 6 Группа: 3 Блок: f

Твердое вещество

Стандартная относительная атомная масса

174,9668 u

Электронная конфигурация

[Xe] 6s2 4f14 5d1

Температура плавления

1662,85 °C

Температура кипения

3401,85 °C

Плотность

9840 kg/m³

Степени окисления

0, +1, +2, +3

Электроотрицательность (по Полингу)

1,27

Энергия ионизации (1-я)

5,425871 eV

Год открытия

1907

Атомный радиус

175 pm

Подробные сведения

Происхождение названия Назван по древнему названию Парижа, Lutecia.
Страна открытия Франция
Первооткрыватели Жорж Урбэн

Лютеций — плотный серебристый лантаноид и последний элемент 4f-ряда. В химии он почти исключительно трёхвалентен, причём в Lu³⁺ имеется заполненная 4f-оболочка и относительно малый ионный радиус по сравнению с другими лантаноидами. Он встречается вместе с редкоземельными элементами в минералах, таких как монацит и ксенотим, но является одним из наименее распространённых лантаноидов. Его основная технологическая ценность связана со специализированными сцинтилляторами, катализаторами и медицинскими радиоизотопами, а не с массовым конструкционным применением.

Лютеций содержится в очень малых количествах почти во всех минералах, содержащих иттрий, и присутствует в монаците в количестве около 0.003%, что является коммерческим источником. Чистый металл был выделен лишь в последние годы и является одним из наиболее трудных для получения. Его можно получить восстановлением безводных LuCl3 или LuF3 щелочным или щелочноземельным металлом. Металл серебристо-белый и относительно устойчив на воздухе. 176Lu встречается в природе (2.6%) наряду с 175Lu (97.4%). Он радиоактивен с периодом полураспада около 3 x 1010 лет.

Название происходит от Lutetia, древнего названия города Парижа. Открытие лютеция приписывается французскому химику Жоржу Урбену в 1907 году, хотя ранее он был выделен независимо австрийским химиком Карлом Ауэром (бароном фон Вельсбахом) из образца иттербия.

Фон Вельсбах назвал элемент кассиопием в честь созвездия Кассиопея. Однако, поскольку Урбен опубликовал свои результаты раньше Ауэра, его название для элемента было принято IUPAC в 1949 году.

Минерал гадолинит ((Ce, La, Nd, Y)2FeBe2Si2O10), обнаруженный в карьере возле города Иттербю, Швеция, стал источником большого числа редкоземельных элементов. В 1843 году Карл Густав Мосандер, шведский химик, смог разделить гадолинит на три вещества, которые он назвал иттрией, эрбией и тербией. Как и следовало ожидать, учитывая сходство их названий и свойств, ученые вскоре начали путать эрбию и тербию, и к 1877 году поменяли их названия местами. То, что Мосандер называл эрбией, теперь называется тербией, и наоборот. В 1878 году Жан Шарль Галисар де Мариньяк, швейцарский химик, обнаружил, что сама эрбия состоит из двух компонентов. Один компонент Мариньяк назвал иттербией, тогда как другой сохранил название эрбия. Мариньяк считал, что иттербия является соединением нового элемента, который он назвал иттербием. Другие химики получали иттербий и изучали его, пытаясь определить некоторые его свойства. К сожалению, разные ученые получали разные результаты в одних и тех же экспериментах. Хотя некоторые ученые считали, что эти несогласующиеся результаты были вызваны плохими методиками или неисправным оборудованием, Жорж Урбен, французский химик, полагал, что иттербий вообще не является элементом, а представляет собой смесь двух элементов. В 1907 году Урбен смог разделить иттербий на два элемента. Одному из элементов Урбен дал название неоиттербий (новый иттербий), а другому — лютеций. Карл Ауэр фон Вельсбах, австрийский химик, работавший независимо от Урбена, почти в то же время пришел к тем же выводам. Вельсбах выбрал для этих элементов названия альдебараний и кассиопий. В конечном итоге Урбену приписали открытие этих элементов и предоставили право назвать их, хотя позже химики изменили название неоиттербия обратно на иттербий и изменили написание lutecium на lutetium. Сегодня лютеций преимущественно получают методом ионного обмена из монацитового песка ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4), материала, богатого редкоземельными элементами.

Lutetia — древнее название Парижа. В 1907 году Урбен описал процесс, посредством которого иттербий Мариньяка (1879) мог быть разделен на два элемента — иттербий (неоиттербий) и лютеций. Эти элементы были тождественны «альдебаранию» и «кассиопию», независимо открытым в это же время. Написание названия элемента было изменено с lutecium на lutetium в 1949 году.

Изображения

Свойства

Физические свойства

Атомный радиус (эмпирический)
175 pm Сравнить Атомный радиус (эмпирический) у всех элементов →
Ковалентный радиус
187 pm Сравнить Ковалентный радиус у всех элементов →
Ван-дер-ваальсов радиус
221 pm Сравнить Ван-дер-ваальсов радиус у всех элементов →
Плотность
9840 kg/m³ Сравнить Плотность у всех элементов →
Молярный объём
0,0178 L/mol
Фаза при стандартных температуре и давлении
Твёрдое вещество Сравнить Фаза при стандартных температуре и давлении у всех элементов →
Температура плавления
1662,85 °C Сравнить Температура плавления у всех элементов →
Температура кипения
3401,85 °C Сравнить Температура кипения у всех элементов →
Удельная теплоёмкость
0,154 Дж/(г·К) Сравнить Удельная теплоёмкость у всех элементов →
Молярная теплоёмкость
26,86 Дж/(моль·К) Сравнить Молярная теплоёмкость у всех элементов →
Кристаллическая структура
Гексагональная плотноупакованная Сравнить Кристаллическая структура у всех элементов →

Химические свойства

Электроотрицательность (по Полингу)
1,27 Сравнить Электроотрицательность (по Полингу) у всех элементов →
Электроотрицательность (по Аллену)
1,09
Сродство к электрону
0,346 eV
Энергия ионизации (1-я)
5,425871 eV Сравнить Энергия ионизации (1-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (2-я)
14,130049 eV Сравнить Энергия ионизации (2-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (3-я)
20,959472 eV Сравнить Энергия ионизации (3-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (4-я)
45,249156 eV Сравнить Энергия ионизации (4-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (5-я)
66,80023 eV Сравнить Энергия ионизации (5-я) у всех элементов →
Степени окисления
0, +1, +2, +3 Сравнить Степени окисления у всех элементов →
Валентные электроны
3 Сравнить Валентные электроны у всех элементов →
Электронная конфигурация
[Xe] 6s2 4f14 5d1

Термодинамические свойства

Теплота плавления
0,18759393 eV Сравнить Теплота плавления у всех элементов →
Теплота испарения
3,679328 eV Сравнить Теплота испарения у всех элементов →
Теплота сублимации
4,435923 eV
Теплота атомизации
4,435923 eV
Энтальпия атомизации
4,431777 eV

Ядерные свойства

Протоны
71 Сравнить Протоны у всех элементов →
Нейтроны
104 Сравнить Нейтроны у всех элементов →
Известные изотопы
39 Сравнить Известные изотопы у всех элементов →
Стабильные изотопы
1 Сравнить Стабильные изотопы у всех элементов →
Наиболее стабильный изотоп
Lu-175
Год открытия
1907

Распространённость

Содержание в земной коре
0,8 мг/кг Сравнить Содержание в земной коре у всех элементов →
Содержание в океане
1,5 × 10−7 мг/л Сравнить Содержание в океане у всех элементов →

Кристаллическая структура

Параметр решётки a
351 pm

Электронная структура

Электроны по оболочкам
2, 8, 18, 32, 9, 2 Сравнить Электроны по оболочкам у всех элементов →

Идентификаторы

Номер CAS
7439-94-3 Сравнить Номер CAS у всех элементов →
Символ терма
2D3/2
InChI
InChI=1S/Lu
Ключ InChI
OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Измеренные

Заряд иона
Протоны 71
Электроны 71
Заряд Нейтральный атом
Конфигурация Lu: 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Электронная конфигурация
Измеренные
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Орбитальная диаграмма
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↑
Всего электронов: 71 Неспаренные: 1 ?

Модель атома

Протоны 71
Нейтроны 104
Электроны 71
Массовое число 175
Стабильность Стабильный

Изотопы различаются числом нейтронов, массой и стабильностью, но не электронной конфигурацией нейтрального атома.

Схематическая модель атома, без соблюдения масштаба.

Атомный отпечаток

Спектр излучения / поглощения

0 / 0 (0 0 с интенсивностью)
Измеренные
Излучение Видимый диапазон: 380–750 нм

Распределение изотопов

17597,4010%Массовое числоСодержание в природе (%)
Массовое числоАтомная масса (а. е. м.)Содержание в природеПериод полураспада
175 Стабильный174,9407752 ± 0,00000297,4010%Стабильный
Измеренные

Фаза / агрегатное состояние

1 атм / 101,325 кПа
Твёрдое вещество 25 °C (298,15 К)

Причина: на 1637,8 °C ниже температуры плавления (1662,85 °C)

Температура плавления 1662,85 °C
Температура кипения 3401,85 °C
Ниже температуры плавления на 1637,8 °C
0 К Текущая температура: 25 °C 6000 К
Шкала фазовых состояний

Схематично, без соблюдения масштаба

Твёрдое вещество
Жидкость
Газ
Плавление
Кипение
25°C
Твёрдое вещество
Жидкость
Газ
Текущее значение

Температуры фазовых переходов

Температура плавления Из литературы
1662,85 °C
Температура кипения Из литературы
3401,85 °C
Текущая фаза Расчётные
Твёрдое вещество

Энергии переходов

Теплота плавления Из литературы
0,18759393 eV

Энергия, необходимая для плавления 1 моль вещества при температуре плавления

Теплота испарения Из литературы
3,679328 eV

Энергия, необходимая для испарения 1 моль вещества при температуре кипения

Теплота сублимации Из литературы
4,435923 eV

Энергия, необходимая для сублимации 1 моль вещества при температуре сублимации

Плотность

Справочная плотность Из литературы
9840 kg/m³

При стандартных условиях

Текущая плотность Расчётные
9840 kg/m³

При стандартных условиях

Атомные спектры

Показано 10 из 71. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Данные о спектральных линиях ?

ИонЗарядВсего линийВероятности переходовОбозначения уровней
Lu I 013344108
Lu II +179917
Lu III +26400
Lu IV +310000
Lu V +46400
Данные NIST о спектральных линиях →

Данные об энергетических уровнях ?

ИонЗарядУровни
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
Данные NIST об энергетических уровнях →
71 Lu 174.9668

Лютеций — Визуализатор атомных орбиталей

[Xe]6s24f145d1
Энергетические уровни 2 8 18 32 9 2
Степени окисления 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Лютеций — предварительный просмотр визуализатора атомных орбиталей
Three.js загружается только по запросу
71 Lu 174.9668

Лютеций — Визуализатор кристаллической структуры

Примитивная гексагональная · Символ Пирсона hP2
Экспериментальные
Символ Пирсона hP2
Коорд. число 12
Коэффициент упаковки 74.048%
Лютеций — предварительный просмотр визуализатора кристаллической структуры
Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

ЗарядКоординацияСпинРадиус
+36Нет данных86.1 пм
+38Нет данных97.7 пм
+39Нет данных103.2 пм

Соединения

Lu
174,967 а. е. м.
Lu+3
174,967 а. е. м.
Lu
176,944 а. е. м.
Lu
175,943 а. е. м.
Lu
170,938 а. е. м.
Lu
173,940 а. е. м.
Lu
169,939 а. е. м.
Lu
171,939 а. е. м.
Lu+3
176,944 а. е. м.
Lu
178,947 а. е. м.
Lu
172,939 а. е. м.
Lu
177,946 а. е. м.
Lu
168,938 а. е. м.
Lu
156,950 а. е. м.

Изотопы (1)

Массовое числоАтомная масса (а. е. м.)Содержание в природеПериод полураспадаТип распада
175 Стабильный174,9407752 ± 0,00000297,4010% ± 0,0130%Стабильный
stable
175 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 174,9407752 ± 0,000002
Содержание в природе 97,4010% ± 0,0130%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable

Расширенные данные о свойствах

Ковалентные радиусы (расширенные данные)

Ковалентный радиус (по Пююккё)
162 pm
Ковалентный радиус (по Пююккё, двойная связь)
131 pm
Ковалентный радиус (по Пююккё, тройная связь)
131 pm

Ван-дер-ваальсовы радиусы

Alvarez
274 pm
UFF
364 pm
MM3
265 pm

Атомные и металлические радиусы

Атомный радиус (по Раму)
270 pm

Шкалы нумерации

Mendeleev
41
Pettifor
21
Glawe
19

Шкалы электроотрицательности

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

Поляризуемость и дисперсия

Дипольная поляризуемость
137 a.u.
Дипольная поляризуемость (неопределённость)
7 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
2020 Ha·Bohr6

Химическое сродство

Сродство к протону
992 kJ/mol
Газофазная основность
970,6 kJ/mol

Параметры Мидемы

Молярный объём по Мидеме
17,77 cm3/mol
Электронная плотность по Мидеме
2

Риски поставок и экономика

Концентрация производства
97
Относительный риск поставок
10
Распределение запасов
50
Политическая стабильность (ведущий производитель)
24
Политическая стабильность (страна с крупнейшими запасами)
24

Фазовые переходы и аллотропные модификации

Температура плавления1936,15 K
Температура кипения3675,15 K

Категории степеней окисления

+2 extended
+3 main
0 extended
+1 extended

Расширенные справочные данные

Константы экранирования (14)
nОрбитальσ
1s1,3805
2p4,389
2s18,5502
3d13,5812
3p20,8337
3s21,4655
4d35,7108
4f40,0688
4p33,8096
4s32,7308
Подробные данные о кристаллических радиусах (3)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Происхождение
3VI100,1from r^3 vs V plots,
3VIII111,7from r^3 vs V plots,
3IX117,2from r^3 vs V plots,
Типы распада изотопов (53)
ИзотопРежимИнтенсивность
150p100%
150B+—
151p—
151B+—
152B+100%
152B+p15%
153A—
153B+—
153p0%
154B+—
Факторы рассеяния рентгеновского излучения (514)
Энергия (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

Дополнительные данные

Оценочная распространённость в земной коре

The estimated element abundance in the earth's crust.

Оценочная распространённость в земной коре

8×10-1 milligrams per kilogram

Источники (1)

Оценочная распространённость в океане

The estimated element abundance in the earth's oceans.

Оценочная распространённость в океане

1.5×10-7 milligrams per liter

Источники (1)

Источники

(9)
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.

Примечание к лицензии: 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/

Примечание к лицензии: 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.

Последнее обновление:

Данные проверены:

Содержание проверено на соответствие новейшим научным данным.