← К таблице
Lu 71

Лютеций (Lu)

Лантаноид
Период: 6 Группа: 3 Блок: s

Твёрдое тело

Стандартный атомный вес

174.9668 u

Электронная конфигурация

[Xe] 6s2 4f14 5d1

Температура плавления

1662.85 °C (1936 K)

Температура кипения

3401.85 °C (3675 K)

Плотность

9840 kg/m³

Степени окисления

0, +1, +2, +3

Электроотрицательность (Полинг)

1.27

Энергия ионизации (1-я)

Год открытия

1907

Атомный радиус

175 pm

Дополнительно

Происхождение названия Назван в честь древнего названия Парижа, Lutecia.
Страна открытия Франция
Первооткрыватели Жорж Урбен

Лютеций — плотный серебристый лантаноид и последний элемент 4f-ряда. В химии он почти исключительно трехвалентен, при этом ион Lu³⁺ имеет заполненную 4f-оболочку и сравнительно 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 распространенных 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 промышленным источником. Чистый металл был выделен лишь в последние годы и является одним из самых трудных для получения. Его можно получить восстановлением безводных LuCl3 или LuF3 щелочным или щёлочноземельным металлом. Металл серебристо-белый и относительно стабилен 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 и независимо его выделил австрийский химик Карл Ауэр (барон фон Вельсбах) из образца иттербия.

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

Минерал гадолинит ((Ce, La, Nd, Y)2FeBe2Si2O10), обнаруженный в карьере близ города Иттербю, Швеция, послужил источником большого числа редкоземельных элементов. В 1843 году Карл Густав Мосандер, шведский химик, смог разделить гадолинит на три фракции, которые он назвал иттрией, эрбией и тербией. Как и следовало ожидать, учитывая сходство их названий и свойств, ученые вскоре перепутали 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 Галиссар де Мариньяк, швейцарский химик, обнаружил, что сама эрбия состоит из двух компонентов. Один компонент Мариньяк назвал иттербией, тогда как второй сохранил название эрбия. Мариньяк считал, что иттербия представляет собой соединение нового элемента, который он назвал иттербием. Другие химики получали иттербий и проводили с ним эксперименты, пытаясь определить некоторые его свойства. К сожалению, разные ученые получали разные результаты в одних и тех же экспериментах. Хотя некоторые ученые считали, что эти несогласованные результаты вызваны плохой методикой или неисправным оборудованием, Жорж Урбен, французский химик, полагал, что иттербий вообще не является элементом, а представляет собой смесь двух элементов. В 1907 году Урбену удалось разделить иттербий на два элемента. Один из элементов Урбен назвал неоиттербием (новым иттербием), а другой — лютецием. 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 открытие элементов было приписано Урбену, и он получил право дать им названия, хотя позднее химики изменили название неоиттербий обратно на иттербий и изменили написание lutecium на lutetium. Сегодня лютеций в основном 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, с помощью 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

Атомный радиус (эмпир.) 175 pm
Ковалентный радиус 187 pm
Радиус Ван-дер-Ваальса 221 pm
Плотность
Молярный объём 0.0178 L/mol
Агрегатное состояние (НУ) solid
Температура плавления 1662.85 °C
Температура кипения 3401.85 °C
Удельная теплоёмкость 0.154 Дж/(г·К)
Молярная теплоёмкость 26.86 Дж/(моль·К)
Кристаллическая структура hcp

Химические

Электроотрицательность (Полинг) 1.27
Электроотрицательность (Аллен) 1.09
Сродство к электрону
Энергия ионизации (1-я)
Энергия ионизации (2-я)
Энергия ионизации (3-я)
Энергия ионизации (4-я)
Энергия ионизации (5-я)
Степени окисления 0, +1, +2, +3
Валентные электроны 3
Электронная конфигурация
Электронная конфигурация (сокр.)

Термодинамические

Теплота плавления 0.18759393 eV
Теплота парообразования 3.679328 eV
Теплота возгонки 4.435923 eV
Теплота атомизации 4.435923 eV
Энтальпия атомизации

Ядерные

Стабильные изотопы 1
Год открытия 1907

Распространённость

Распространённость (земная кора) 0.8 мг/кг
Распространённость (океан)

Реакционная способность

N/A

Кристаллическая структура

Параметр решётки a 351 pm

Электронная структура

Электронов на оболочке 2, 8, 18, 32, 9, 2

Идентификаторы

Номер CAS 7439-94-3
Термный символ
InChI InChI=1S/Lu
InChI Key OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Measured

Заряд иона
Протоны 71
Электроны 71
Заряд Neutral
Конфигурация Lu: 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Electron configuration
Measured
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Orbital diagram
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 Неспаренных: 1 ?

Модель атома

Protons 71
Neutrons 104
Electrons 71
Mass number 175
Stability Стабильный

Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.

Схематическая модель атома, не в масштабе.

Атомный отпечаток

Спектр испускания / поглощения

0 / 0 (0 with intensity)
Measured
Испускание Видимый: 380–750 нм

Распределение изотопов

17597.4010%Массовое числоПриродная распространённость (%)
Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспада
175 Стабильный174,9407752 ± 0,00000297.4010%Стабильный
Measured

Фазовое состояние

1 атм / 101,325 кПа
Твёрдое 25 °C (298.15 K)

Причина: на 1637.8 °C ниже точки плавления (1662.85 °C)

Температура плавления 1662.85 °C
Температура кипения 3401.85 °C
Ниже точки плавления на 1637.8 °C
0 K Текущая температура: 25 °C 6000 K
Шкала фаз

Схематично, не в масштабе

Solid
Liquid
Gas
Melting
Boiling
25°C
Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Текущая

Точки фазовых переходов

Температура плавления Literature
1662.85 °C
Температура кипения Literature
3401.85 °C
Текущая фаза Calculated
Твёрдое

Энергии переходов

Теплота плавления Literature
0.18759393 eV

Энергия для плавления 1 моля при tплав

Теплота испарения Literature
3.679328 eV

Энергия для испарения 1 моля при tкип

Теплота возгонки Literature
4.435923 eV

Энергия для возгонки 1 моля при tвозг

Плотность

Справочная плотность Literature
9840 kg/m³

При нормальных условиях

Текущая плотность Calculated
9840 kg/m³

При нормальных условиях

Атомные спектры

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

Состав спектральных линий ?

IonЗарядTotal linesTransition probabilitiesLevel designations
Lu I 013344108
Lu II +179917
Lu III +26400
Lu IV +310000
Lu V +46400
NIST Lines Holdings →

Состав энергетических уровней ?

IonЗарядLevels
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 Levels Holdings →
71 Lu 174.9668

Lutetium — Визуализатор атомных орбиталей

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

Lutetium — Визуализатор кристаллической структуры

Primitive Hexagonal · Pearson hP2
Экспериментальные
Pearson hP2
Коорд. № 12
Упаковка 74.048%
Lutetium — превью визуализатора кристаллической решётки
Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

ЗарядКоординацияСпинРадиус
+36N/A86.1 пм
+38N/A97.7 пм
+39N/A103.2 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.)Природная распространённостьПериод полураспадаРежим распада
175 Стабильный174,9407752 ± 0,00000297.4010% ± 0.0130%Стабильный
stable
175 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 174,9407752 ± 0,000002
Природная распространённость 97.4010% ± 0.0130%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable

Расширенные свойства

Ковалентные радиусы (расш.)

Ковалентный радиус (Пюккё)  
Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)  
Ковалентный радиус (Пюккё, тройная связь)  

Радиусы Ван-дер-Ваальса

Alvarez  
UFF  
MM3  

Атомные и металлические радиусы

Атомный радиус (Рам)  

Шкалы нумерации

Mendeleev
Pettifor
Glawe

Шкалы электроотрицательности

Ghosh
Miedema
Gunnarsson–Lundqvist
Robles–Bartolotti

Поляризуемость и дисперсия

Дипольная поляризуемость  
Дипольная поляризуемость (погр.)  
C₆ (Gould–Bučko)  

Химическое сродство

Сродство к протону  
Основность в газовой фазе  

Параметры Мидемы

Молярный объём Мидемы  
Электронная плотность Мидемы

Риск поставок и экономика

Концентрация производства
Относительный риск поставок
Распределение запасов
Политическая стабильность (топ-производитель)
Политическая стабильность (топ-запасы)

Фазовые переходы и аллотропы

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
Детализация кристаллических радиусов (3)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Источник
3VI100.1from r^3 vs V plots,
3VIII111.7from r^3 vs V plots,
3IX117.2from r^3 vs V plots,
Режимы распада изотопов (53)
ИзотопРежимИнтенсивность
150p100%
150B+
151p
151B+
152B+100%
152B+p15%
153A
153B+
153p0%
154B+
Факторы рассеяния X‑лучей (514)
Энергия (eV)f₁f₂
101.67493
10.16171.63824
10.32611.60236
10.49311.56726
10.66281.53293
10.83531.49935
11.01061.46651
11.18861.43538
11.36961.42424
11.55351.41319

Дополнительные данные

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:

Содержимое проверено на основе последних научных данных.