Lu 71

Lutetium (Lu)

lanthanide
Chu kỳ: 6 Nhóm: 3 Khối: f

Solid

Nguyên tử khối chuẩn

174,9668 u

Cấu hình electron

[Xe] 6s2 4f14 5d1

Nhiệt độ nóng chảy

1662,85 °C

Nhiệt độ sôi

3401,85 °C

Khối lượng riêng

9840 kg/m³

Trạng thái oxi hóa

0, +1, +2, +3

Độ âm điện (Pauling)

1,27

Năng lượng ion hóa (lần 1)

5,425871 eV

Năm phát hiện

1907

Bán kính nguyên tử

175 pm

Chi tiết

Nguồn gốc tên gọi Named for the ancient name of Paris, Lutecia.
Quốc gia phát hiện France
Người phát hiện 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.

Hình ảnh

Tính chất

Hóa học

Độ âm điện (Pauling)
1,27 So sánh Độ âm điện (Pauling) của tất cả nguyên tố →
Độ âm điện (Allen)
1,09
Ái lực electron
0,346 eV
Năng lượng ion hóa (lần 1)
5,425871 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 1) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 2)
14,130049 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 2) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 3)
20,959472 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 3) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 4)
45,249156 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 4) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 5)
66,80023 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 5) của tất cả nguyên tố →
Trạng thái oxi hóa
0, +1, +2, +3 So sánh Trạng thái oxi hóa của tất cả nguyên tố →
Electron hóa trị
3 So sánh Electron hóa trị của tất cả nguyên tố →
Cấu hình electron
[Xe] 6s2 4f14 5d1

Nhiệt động lực học

Nhiệt nóng chảy
0,18759393 eV So sánh Nhiệt nóng chảy của tất cả nguyên tố →
Nhiệt hóa hơi
3,679328 eV So sánh Nhiệt hóa hơi của tất cả nguyên tố →
Nhiệt thăng hoa
4,435923 eV
Nhiệt nguyên tử hóa
4,435923 eV
Enthalpy nguyên tử hóa
4,431777 eV

Độ phổ biến

Độ phổ biến (vỏ Trái Đất)
0,8 mg/kg So sánh Độ phổ biến (vỏ Trái Đất) của tất cả nguyên tố →
Độ phổ biến (đại dương)
1,5 × 10−7 mg/L So sánh Độ phổ biến (đại dương) của tất cả nguyên tố →

Cấu trúc tinh thể

Hằng số mạng a
351 pm

Cấu trúc electron

Số electron trong mỗi lớp
2, 8, 18, 32, 9, 2 So sánh Số electron trong mỗi lớp của tất cả nguyên tố →

Mã định danh

Số CAS
7439-94-3 So sánh Số CAS của tất cả nguyên tố →
Ký hiệu số hạng
2D3/2
InChI
InChI=1S/Lu
Khóa InChI
OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N

Cấu hình electron Đo đạc

Điện tích ion
Proton 71
Electron 71
Điện tích Trung hòa
Cấu hình Lu: 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Cấu hình electron
Đo đạc
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Sơ đồ orbital
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↑
Tổng số electron: 71 Độc thân: 1 ?

Mô hình nguyên tử

Proton 71
Neutron 104
Electron 71
Số khối 175
Độ bền Bền

Các đồng vị khác nhau về số neutron, khối lượng và độ bền — không khác nhau về cấu hình electron của nguyên tử trung hòa.

Mô hình nguyên tử minh họa, không theo tỷ lệ.

Dấu vân tay nguyên tử

Phổ phát xạ / hấp thụ

0 / 0 (0 0 vạch có cường độ)
Đo đạc
Phát xạ Khả kiến: 380–750 nm

Phân bố đồng vị

17597,4010%Số khốiĐộ phổ biến tự nhiên (%)
Số khốiKhối lượng nguyên tử (u)Độ phổ biến tự nhiênChu kỳ bán rã
175 Bền174,9407752 ± 0,00000297,4010%Bền
Đo đạc

Pha / Trạng thái

1 atm / 101.325 kPa
Rắn 25 °C (298,15 K)

Lý do: thấp hơn nhiệt độ nóng chảy (1662,85 °C) một lượng 1637,8 °C

Nhiệt độ nóng chảy 1662,85 °C
Nhiệt độ sôi 3401,85 °C
Thấp hơn nhiệt độ nóng chảy 1637,8 °C
0 K Nhiệt độ hiện tại: 25 °C 6000 K
Biểu đồ chuyển pha

Sơ đồ minh họa, không theo tỷ lệ

Rắn
Lỏng
Khí
Nóng chảy
Sôi
25°C
Rắn
Lỏng
Khí
Hiện tại

Điểm chuyển pha

Nhiệt độ nóng chảy Tài liệu
1662,85 °C
Nhiệt độ sôi Tài liệu
3401,85 °C
Pha hiện tại Tính toán
Rắn

Năng lượng chuyển pha

Nhiệt nóng chảy Tài liệu
0,18759393 eV

Năng lượng cần để làm nóng chảy 1 mol tại nhiệt độ nóng chảy

Nhiệt hóa hơi Tài liệu
3,679328 eV

Năng lượng cần để hóa hơi 1 mol tại nhiệt độ sôi

Nhiệt thăng hoa Tài liệu
4,435923 eV

Năng lượng cần để làm thăng hoa 1 mol tại nhiệt độ thăng hoa

Khối lượng riêng

Khối lượng riêng tham chiếu Tài liệu
9840 kg/m³

Ở điều kiện chuẩn

Khối lượng riêng hiện tại Tính toán
9840 kg/m³

Ở điều kiện chuẩn

Phổ nguyên tử

Đang hiển thị 10 trên 71. Sắp xếp theo điện tích ion (tăng dần).

Dữ liệu vạch phổ ?

IonĐiện tíchTổng số vạchXác suất chuyển mứcKý hiệu mức năng lượng
Lu I 013344108
Lu II +179917
Lu III +26400
Lu IV +310000
Lu V +46400
Dữ liệu vạch phổ NIST →

Dữ liệu mức năng lượng ?

IonĐiện tíchMức năng lượng
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
Dữ liệu mức năng lượng NIST →
71 Lu 174.9668

Lutetium — Trình trực quan hóa orbital nguyên tử

[Xe]6s24f145d1
Mức năng lượng 2 8 18 32 9 2
Trạng thái oxi hóa 0, +1, +2, +3
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Lutetium — Bản xem trước trình trực quan hóa orbital nguyên tử
Three.js chỉ được tải khi có yêu cầu
71 Lu 174.9668

Lutetium — Trình trực quan hóa cấu trúc tinh thể

Lục phương nguyên thủy · Pearson hP2
Thực nghiệm
Pearson hP2
Số phối trí 12
Độ đặc khít 74.048%
Lutetium — Bản xem trước trình trực quan hóa cấu trúc tinh thể
Three.js chỉ được tải khi có yêu cầu

Bán kính ion

Điện tíchPhối tríSpinBán kính
+36Không có86.1 pm
+38Không có97.7 pm
+39Không có103.2 pm

Hợp chất

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

Đồng vị (1)

Số khốiKhối lượng nguyên tử (u)Độ phổ biến tự nhiênChu kỳ bán rãKiểu phân rã
175 Bền174,9407752 ± 0,00000297,4010% ± 0,0130%Bền
stable
175 Bền
Khối lượng nguyên tử (u) 174,9407752 ± 0,000002
Độ phổ biến tự nhiên 97,4010% ± 0,0130%
Chu kỳ bán rã Bền
Kiểu phân rã
stable

Tính chất mở rộng

Bán kính cộng hóa trị (mở rộng)

Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö)
162 pm
Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö, liên kết đôi)
131 pm
Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö, liên kết ba)
131 pm

Bán kính van der Waals

Alvarez
274 pm
UFF
364 pm
MM3
265 pm

Bán kính nguyên tử và kim loại

Bán kính nguyên tử (Rahm)
270 pm

Các thang đánh số

Mendeleev
41
Pettifor
21
Glawe
19

Các thang độ âm điện

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

Độ phân cực hóa và tán sắc

Độ phân cực hóa lưỡng cực
137 a.u.
Độ phân cực hóa lưỡng cực (độ không đảm bảo)
7 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
2020 Ha·Bohr6

Ái lực hóa học

Ái lực proton
992 kJ/mol
Độ bazơ pha khí
970,6 kJ/mol

Thông số Miedema

Thể tích mol Miedema
17,77 cm3/mol
Mật độ electron Miedema
2

Rủi ro nguồn cung và kinh tế

Mức độ tập trung sản xuất
97
Rủi ro nguồn cung tương đối
10
Phân bố trữ lượng
50
Ổn định chính trị (quốc gia sản xuất lớn nhất)
24
Ổn định chính trị (quốc gia có trữ lượng lớn nhất)
24

Chuyển pha và các dạng thù hình

Nhiệt độ nóng chảy1936,15 K
Nhiệt độ sôi3675,15 K

Phân loại trạng thái oxi hóa

+2 extended
+3 main
0 extended
+1 extended

Dữ liệu tham khảo chuyên sâu

Hằng số chắn (14)
nOrbitalσ
1s1,3805
2p4,389
2s18,5502
3d13,5812
3p20,8337
3s21,4655
4d35,7108
4f40,0688
4p33,8096
4s32,7308
Chi tiết bán kính tinh thể (3)
Điện tíchCNSpinrcrystal (pm)Nguồn gốc
3VI100,1from r^3 vs V plots,
3VIII111,7from r^3 vs V plots,
3IX117,2from r^3 vs V plots,
Các kiểu phân rã đồng vị (53)
Đồng vịChế độCường độ
150p100%
150B+—
151p—
151B+—
152B+100%
152B+p15%
153A—
153B+—
153p0%
154B+—
Hệ số tán xạ tia X (514)
Năng lượng (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

Dữ liệu bổ sung

Tài liệu tham khảo

(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.

Ghi chú về giấy phép: 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/

Ghi chú về giấy phép: 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.

Cập nhật lần cuối:

Dữ liệu đã được xác minh:

Nội dung được rà soát đối chiếu với dữ liệu khoa học mới nhất.