Лютецій () — хімічний елемент, проста речовина — лютецій. Символ Lu, атомний номер 71. Сріблясто-білий, ковкий та пластичний рідкісноземельний метал. Останній елемент групи лантаноїдів, належить до ітриєвої підгрупи. Зустрічається в природі тільки у зв'язаній формі. Поміж лантаноїдів, через лантаноїдне стиснення, атоми лютецію мають найменший атомний радіус, а елемент лютецій найвищі значення температур плавлення та кипіння.
Хімічно активний. Електронна конфігурація [Xe]4f146s25d1; період 6, група 3, f-блок (лантаноїд). Утворює лантаноїдні сполуки в ступені окиснення +3.
Густина 9,84 г/см³; tплав 1660 °C, tкип 3410 °C. На повітрі лютецій покривається щільною стійкою оксидною плівкою, при нагріванні до 400 °C окиснюється. Кристалічна ґратка гексагональна.
Відомо понад 50 штучних ізотопів і ядерних ізомерів лютецію.
Кларк лютецію в земній корі 0,8 г/т. Як і інші лантаноїди, лютецій присутній у невеликих кількостях у багатьох мінералах ітрієвої підгрупи рідкісноземельних елементів (ксенотим, ітріаліт, гадолініт, самарськіт та ін.).
Історія Відкритий у 1907 р. трьома науковцями незалежно один від одного: К. фон Вельсбахом, Ж.Урбаном та Ч. ДжеймсомDr. E. Pilgrim: Entdeckung der Elemente, Mundus Verlag, Stuttgart 1950. .
Вперше металічний лютецій отримано у 1953 році
Назва походить від латинської назви кельтського поселення Лютеція (, чи ), яке надалі переросло в Париж. До початку 1960 років також використовувалась назва касіопій (cassiopium) — запропонована Вельсбахом, хоча з 1914 року офіційно прийнята назва елементу — Lutecium, а з 1949 — Lutetium.
Хімічні властивості Лютецій на повітрі повільно покривається плівкою оксиду, а при температурі вище 200 °C активно реагує (горить) з киснем повітря з утворенням оксиду лютецію (ІІІ) : 4 Lu + 3 O2 → 2 Lu2O3
Повільно реагує з водою, однак реакція пришвидшується при нагріванні з утворенням гідроксиду, та виділенням водню: 2 Lu + 6 H2O → 2 Lu(OH)3 + 3 H2↑
Лютецій реагує з галогенами:
2 Lu + 3 F2 → 2 LuF3 [сіль білого кольору ] 2 Lu + 3 Cl2 → 2 LuCl3 [сіль білого кольору] 2 Lu + 3 Br2 → 2 LuBr3 [сіль білого кольору ] 2 Lu + 3 I2 → 2 LuI3 [сіль коричневого кольору ]
Lu реагує з розбавленою сульфатною кислотою з утворенням безбарвного Lu(III) іона (існує як [Lu(OH2)9]3+ аквакомплекс) та виділенням водню
2 Lu + 3 H2SO4 → 2 Lu3+ + 3 SO + 3 H2↑
Ізотопи Природний лютецій складається з двох різних ізотопів. З них один стабільний, а ще один має надзвичайно довгий період розпаду. Масове число Частка у природному лютеції Період напіврозпаду 175 97,401 % 176 2,599 % 3,76×1010 років
Загалом відомо 58 ізотопів лютецію з масовими числами від 150 до 184, 23 з яких — метастабільні. З нестабільних ізотопів, що не зустрічаються в природі, найбільші періоди напіврозпаду мають Lu174 (3,3 року) і Lu173 (1,3 року)Isotopes of the Element Lutetium .
Поширення та отримання Як і інші лантаноїди, лютецій присутній у невеликих кількостях у багатьох мінералах ітрієвої підгрупи рідкісноземельних елементів (ксенотим, ітріаліт, гадолініт, самарськіт та ін.). Добувається переважно разом з іншими рідкісноземельними металами з монацитових пісків, рідше з бастнезиту. Вміст лютецію у монациті становить близько 0,003 %Lutetium .
Лютецій є найменш розповсюдженим з лантаноїдів елементом (якщо не враховувати радіоактивний прометій), що є результатом збігу дії двох емпіричних правил: загальної тенденції на зменшення розповсюдженості елементів при зростанні їх атомного номера, а також правила Оддо-Харкінса, згідно з яким елементи з непарним атомним номером зустрічаються рідше, ніж елементи з парним.
Для виділення лютецію використовують методи іонообмінної хроматографіїHeavy Rare Earths Separation by Ion Exchange , селективної комплексації, Lutetium: isolation .
Чистий лютецій отримують відновлюючи його з фториду кальцієм. Після цього фторид кальцію легко звітрюється при нагріванні, а рештки кальцію видаляються при вакуумній плавці.
Радіоактивний ізотоп отримують з іттербію-176 або , опромінюючи його нейтронами у реакторахProduction of Lutetium-177: Process Aspects.
Використання Лютецій використовується як каталізатор у реакціях крекінгу, алкілювання, гідрогенізації і полімеризації.
Радіоактивний ізотоп лютецій-177 використовується для терапії ракуLutetium 177 PSMA radionuclide therapy for men with prostate cancer: a review of the current literature and discussion of practical aspects of therapy.
Лютецій використовується у детекторах для позитрон-емісійної томографіїPositron emission tomography: An overview .
Існують перспективні розробки комп'ютерної пам'яті на основі гадолінієво-галієвих гранатів (GGG), допованих лютеціємGlobal lutetium market.
Див. також Лантаноїди
Література Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
Посилання https://www.webelements.com/lutetium/chemistry.html
Примітки