← Назад до періодичної таблиці
Lu 71

Lutetium (Lu)

lanthanide
Період: 6 Група: 3 Блок: f

Solid

Стандартна відносна атомна маса

174,9668 u

Електронна конфігурація

[Xe] 6s2 4f14 5d1

Температура плавлення

1662,85 °C

Температура кипіння

3401,85 °C

Густина

9840 kg/m³

Ступені окиснення

0, +1, +2, +3

Електронегативність (за Полінгом)

1,27

Енергія йонізації (1-ша)

5,425871 eV

Рік відкриття

1907

Атомний радіус

175 pm

Відомості

Походження назви Named for the ancient name of Paris, Lutecia.
Країна відкриття France
Відкривачі 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.

Зображення

Властивості

Фізичні

Атомний радіус (емпіричний)
175 pm Порівняти Атомний радіус (емпіричний) усіх елементів →
Ковалентний радіус
187 pm Порівняти Ковалентний радіус усіх елементів →
Радіус ван дер Ваальса
221 pm Порівняти Радіус ван дер Ваальса усіх елементів →
Густина
9840 kg/m³ Порівняти Густина усіх елементів →
Молярний об’єм
0,0178 L/mol
Фаза за стандартних температури й тиску
Твердий стан Порівняти Фаза за стандартних температури й тиску усіх елементів →
Температура плавлення
1662,85 °C Порівняти Температура плавлення усіх елементів →
Температура кипіння
3401,85 °C Порівняти Температура кипіння усіх елементів →
Питома теплоємність
0,154 Дж/(г·K) Порівняти Питома теплоємність усіх елементів →
Молярна теплоємність
26,86 Дж/(моль·K) Порівняти Молярна теплоємність усіх елементів →
Кристалічна структура
Гексагональна щільноупакована Порівняти Кристалічна структура усіх елементів →

Хімічні

Електронегативність (за Полінгом)
1,27 Порівняти Електронегативність (за Полінгом) усіх елементів →
Електронегативність (за Алленом)
1,09
Спорідненість до електрона
0,346 eV
Енергія йонізації (1-ша)
5,425871 eV Порівняти Енергія йонізації (1-ша) усіх елементів →
Енергія йонізації (2-га)
14,130049 eV Порівняти Енергія йонізації (2-га) усіх елементів →
Енергія йонізації (3-тя)
20,959472 eV Порівняти Енергія йонізації (3-тя) усіх елементів →
Енергія йонізації (4-та)
45,249156 eV Порівняти Енергія йонізації (4-та) усіх елементів →
Енергія йонізації (5-та)
66,80023 eV Порівняти Енергія йонізації (5-та) усіх елементів →
Ступені окиснення
0, +1, +2, +3 Порівняти Ступені окиснення усіх елементів →
Валентні електрони
3 Порівняти Валентні електрони усіх елементів →
Електронна конфігурація
[Xe] 6s2 4f14 5d1

Термодинамічні

Теплота плавлення
0,18759393 eV Порівняти Теплота плавлення усіх елементів →
Теплота випаровування
3,679328 eV Порівняти Теплота випаровування усіх елементів →
Теплота сублімації
4,435923 eV
Теплота атомізації
4,435923 eV
Ентальпія атомізації
4,431777 eV

Ядерні

Протони
71 Порівняти Протони усіх елементів →
Нейтрони
104 Порівняти Нейтрони усіх елементів →
Відомі ізотопи
39 Порівняти Відомі ізотопи усіх елементів →
Стабільні ізотопи
1 Порівняти Стабільні ізотопи усіх елементів →
Найстабільніший ізотоп
Lu-175
Рік відкриття
1907

Поширеність

Вміст (земна кора)
0,8 мг/кг Порівняти Вміст (земна кора) усіх елементів →
Вміст (океан)
1,5 × 10−7 мг/л Порівняти Вміст (океан) усіх елементів →

Кристалічна структура

Стала ґратки a
351 pm

Електронна будова

Електрони за оболонками
2, 8, 18, 32, 9, 2 Порівняти Електрони за оболонками усіх елементів →

Ідентифікатори

Номер CAS
7439-94-3 Порівняти Номер CAS усіх елементів →
Символ терма
2D3/2
InChI
InChI=1S/Lu
Ключ InChI
OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N

Електронна конфігурація Виміряно

Заряд йона
Протони 71
Електрони 71
Заряд Нейтральний
Конфігурація Lu: 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Електронна конфігурація
Виміряно
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Орбітальна діаграма
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↑
Загальна кількість електронів: 71 Неспарені: 1 ?

Модель атома

Протони 71
Нейтрони 104
Електрони 71
Масове число 175
Стабільність Стабільний

Ізотопи відрізняються кількістю нейтронів, масою та стабільністю, але не електронною конфігурацією нейтрального атома.

Схематична модель атома, без дотримання масштабу.

Атомний відбиток

Спектр випромінювання / поглинання

0 / 0 (0 З інтенсивністю: 0)
Виміряно
Випромінювання Видимий: 380–750 нм

Ізотопний розподіл

17597,4010%Масове числоПриродний вміст (%)
Масове числоАтомна маса (u)Природний вмістПеріод напіврозпаду
175 Стабільний174,9407752 ± 0,00000297,4010%Стабільний
Виміряно

Фаза / стан

1 атм / 101,325 кПа
Твердий стан 25 °C (298,15 K)

Причина: на 1637,8 °C нижче температури плавлення (1662,85 °C)

Температура плавлення 1662,85 °C
Температура кипіння 3401,85 °C
Нижче температури плавлення на 1637,8 °C
0 K Поточна температура: 25 °C 6000 K
Шкала фазових переходів

Схематично, без дотримання масштабу

Твердий стан
Рідина
Газ
Плавлення
Кипіння
25°C
Твердий стан
Рідина
Газ
Поточна

Точки фазових переходів

Температура плавлення Літературні дані
1662,85 °C
Температура кипіння Літературні дані
3401,85 °C
Поточна фаза Розраховано
Твердий стан

Енергії переходів

Теплота плавлення Літературні дані
0,18759393 eV

Енергія, необхідна для плавлення 1 моль за температури плавлення

Теплота випаровування Літературні дані
3,679328 eV

Енергія, необхідна для випаровування 1 моль за температури кипіння

Теплота сублімації Літературні дані
4,435923 eV

Енергія, необхідна для сублімації 1 моль за температури сублімації

Густина

Довідкова густина Літературні дані
9840 kg/m³

За стандартних умов

Поточна густина Розраховано
9840 kg/m³

За стандартних умов

Атомні спектри

Показано 10 з 71. Відсортовано за зарядом йона (за зростанням).

Наявні дані про лінії ?

ЙонЗарядЗагальна кількість лінійІмовірності переходівПозначення рівнів
Lu I 013344108
Lu II +179917
Lu III +26400
Lu IV +310000
Lu V +46400
Наявні дані NIST про лінії →

Наявні дані про рівні ?

ЙонЗарядРівні
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
Наявні дані NIST про рівні →
71 Lu 174.9668

Lutetium — Візуалізатор атомних орбіталей

[Xe]6s24f145d1
Енергетичні рівні 2 8 18 32 9 2
Ступені окиснення 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Lutetium — Попередній перегляд візуалізатора атомних орбіталей
Three.js завантажується лише за запитом
71 Lu 174.9668

Lutetium — Візуалізатор кристалічної структури

Примітивна гексагональна · Символ Пірсона hP2
Експериментальні
Символ Пірсона hP2
Коорд. число 12
Щільність упакування 74.048%
Lutetium — Попередній перегляд візуалізатора кристалічної структури
Three.js завантажується лише за запитом

Йонні радіуси

ЗарядКоординаціяСпінРадіус
+36Немає даних86.1 пм
+38Немає даних97.7 пм
+39Немає даних103.2 пм

Сполуки

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

Ізотопи (1)

Масове числоАтомна маса (u)Природний вмістПеріод напіврозпадуТип розпаду
175 Стабільний174,9407752 ± 0,00000297,4010% ± 0,0130%Стабільний
stable
175 Стабільний
Атомна маса (u) 174,9407752 ± 0,000002
Природний вміст 97,4010% ± 0,0130%
Період напіврозпаду Стабільний
Тип розпаду
stable

Розширені дані про властивості

Ковалентні радіуси (розширені дані)

Ковалентний радіус (за Пююккьо)
162 pm
Ковалентний радіус (за Пююккьо, подвійний зв’язок)
131 pm
Ковалентний радіус (за Пююккьо, потрійний зв’язок)
131 pm

Радіуси ван дер Ваальса

Alvarez
274 pm
UFF
364 pm
MM3
265 pm

Атомні та металічні радіуси

Атомний радіус (за Рамом)
270 pm

Шкали нумерації

Mendeleev
41
Pettifor
21
Glawe
19

Шкали електронегативності

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

Поляризовність і дисперсія

Дипольна поляризовність
137 a.u.
Дипольна поляризовність (невизначеність)
7 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
2020 Ha·Bohr6

Хімічна спорідненість

Спорідненість до протона
992 kJ/mol
Газофазна основність
970,6 kJ/mol

Параметри Мідеми

Молярний об’єм за Мідемою
17,77 cm3/mol
Електронна густина за Мідемою
2

Ризики постачання та економіка

Концентрація виробництва
97
Відносний ризик постачання
10
Розподіл запасів
50
Політична стабільність (найбільший виробник)
24
Політична стабільність (країна з найбільшими запасами)
24

Фазові переходи та алотропні модифікації

Температура плавлення1936,15 K
Температура кипіння3675,15 K

Категорії ступенів окиснення

+2 extended
+3 main
0 extended
+1 extended

Розширені довідкові дані

Сталі екранування (14)
nОрбітальσ
1s1,3805
2p4,389
2s18,5502
3d13,5812
3p20,8337
3s21,4655
4d35,7108
4f40,0688
4p33,8096
4s32,7308
Докладні дані про кристалічні радіуси (3)
ЗарядCNСпінrcrystal (pm)Походження
3VI100,1from r^3 vs V plots,
3VIII111,7from r^3 vs V plots,
3IX117,2from r^3 vs V plots,
Типи розпаду ізотопів (53)
ІзотопРежимІнтенсивність
150p100%
150B+—
151p—
151B+—
152B+100%
152B+p15%
153A—
153B+—
153p0%
154B+—
Фактори розсіяння рентгенівського випромінювання (514)
Енергія (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

Додаткові дані

Джерела

(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.

Примітка щодо ліцензії: 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/

Примітка щодо ліцензії: 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.

Останнє оновлення:

Дані перевірено:

Вміст перевірено на відповідність найновішим науковим даним.