LUTECIO -structuur, eigenschappen, gebruik, verkrijgen

Hij Lutecio Het is een lantanidaal, van zeldzame aarde of blok F van het periodiek systeem, waarvan het chemische symbool Lu is. Het is de dichtste, zware, schaars, duur en hard van de lantaniden, zoals het is aan het einde van zijn serie. Deze kenmerken zijn te wijten aan het feit dat hun atomen kleiner zijn, net als hun luen³⁺, Vanwege lantanide samentrekking.

Hoewel de fysische eigenschappen uitstekend kunnen zijn, is de waarheid dat het chemisch erg lijkt op de rest van zijn lanthanid -tegenhangers. Een gevolg hiervan is dat Luthacio de laatste van de lantaniden was die werden ontdekt, geïsoleerd en geproduceerd.

Metaalmonster en ultra -poucio. Bron: Hi-Res Images ofChemical Elements, CC door 3.0, via Wikimedia Commons

Het jaar van de ontdekking dateert uit 1907, het product van de onafhankelijke werken van drie wetenschappers: de Fransman Georges Urbain, de Oostenrijkse Carl Welsbach en de Amerikaanse Charles James. Het grootste krediet wordt echter toegeschreven aan Georges Urbain, die dit metaal doopte met de naam 'lotec' van 'Lutetia', de Latijnse naam van Parijs. Het was pas in 1953 dat het eerste pure monster van metallic luthacio werd verkregen.

Luthate -toepassingen blijven vandaag doorgaan in ontwikkeling, het vinden van site als doponte voor verschillende materialen, en als een actief middel bij de behandeling van kanker.

[TOC]

Structuur

Luthate atomen blijven verenigd dankzij hun metalen link. Als een product van zijn interacties, zijn atomaire radio's en de volgorde van zijn verpakking, neemt de Luthacio uiteindelijk een compacte zeshoekige kristallijne structuur (HCP) aan.

De HCP -structuur is de enige die bekend is bij de Luthecio onder omgevingsdruk. Er wordt daarom gezegd dat het een monoformisch metaal is, dat wil zeggen dat het polymorfen en fase -overgangen onder andere temperaturen mist.

Elektronische configuratie

Elektronische Luthacio -configuratie

De elektronische configuratie van de Luthecio is als volgt:

Kan u van dienst zijn: Isobutil: nomenclatuur, training, structuur en kenmerken

[XE] 4F¹⁴ 5 D¹ 6s²

Merk op dat hun 4F -orbitalen volledig vol met elektronen zijn. De Luthacio neemt deel aan de chemische reacties met behulp van hun valentie -elektronen, ongeveer 5D en 6s orbitalen.

Deze configuratie herinnert zich die van de lantano ([xe] 5d¹ 6s²), metaal D, En daarom zijn er mensen die geloven dat Luthate een chemie deelt die meer gerelateerd is aan overgangsmetalen dan aan lanthaniden. Elektronisch is Luthacio een kleinere versie van de Lantano, die ook al zijn 4F volledige orbitalen heeft.

Wanneer de Luthecio reageert, verliest de drie elektronen van Valencia van zijn 5D -orbitalen¹ en 6s², het lucation worden³⁺.

Lutecio -eigenschappen

Fysiek uiterlijk

Zilver wit metaal, dat donkerder wordt wanneer het langzaam wordt geoxideerd. Het wordt gekenmerkt door erg dicht en hard te zijn.

Atoomnummer

71

Molaire massa

174.97 g/mol

Smeltpunt

1652 ºC

Kookpunt

3402 ºC

Dikte

Bij kamertemperatuur: 9.841 g/cm³

Precies op het smeltpunt: 9.3 g/cm³

Fusiewarmte

22 kJ/mol

Verdampingswarmte

414 kJ/mol

Molaire caloriecapaciteit

26.86 kJ/mol · k

Oxidatietoestanden

Luthacio is in staat om verbindingen te vormen met de volgende oxidatietoestanden: 0, +1 (Lu⁺), +2 (Lu²⁺) en +3 (Lu³⁺), de laatste verre de meest voorkomende en stabiele van allemaal. Daarom bevatten bijna alle luthate -verbindingen het lu -kation³⁺, ofwel complexen vormen, of elektrostatisch op elkaar inwerken met andere anionen.

Elektronegativiteit

1.27 Op de Pauling -schaal.

Ionisatie -energieën

Eerst: 523.5 kJ/mol

Ten tweede: 1340 kJ/mol

Derde: 2022.3 kJ/mol

Magnetische volgorde

Paramagnetisch. Het wordt echter supergeleider bij een temperatuur van 0.022 K, en onder een druk van 45 kilobares.

Reactiviteit

Chemisch gezien houdt Luthacio nauw overeen met de scandio en het ititrium, waardoor kationen worden gevormd luu³⁺ wiens solide verbindingen en oplossingen meestal kleurloos zijn. Deze bijzonderheid is in tegenspraak met de rest van de lantaniden, die meestal zeer kleurrijke en fluorescerende oplossingen produceren.

Kan u van dienst zijn: Decantation Funnel

De reactiviteit van de luit kan ook worden vergeleken met die van calcium en magnesium, dus deze wordt gemakkelijk opgelost in verdunde zuren; zoals zoutzuur, om Luthacio -chloride te produceren, lucl₃.

Toepassingen

Gasverwijderaar

Luthacio Oxide, Lu₂OF₃, Het is een goed vochtabsorberend en koolstofdioxide, dus het stof wordt gebruikt om deze gassen uit sommige compartimenten te verwijderen.

Oliekatalyse

De Lu₂OF₃ Het wordt gebruikt om katalysatoren te bereiden die het kraken van de oliehoedkoolwaterstoffen versnellen.

Organische katalyse

Luthate triflato wordt gebruikt in organische synthese als katalysator in waterige media, met het voordeel van het verstrekken van organische oplosmiddelen en het maken van reacties meer ecologisch.

Dopante

De Lu₂OF₃ En lu -ionen³⁺ Ze worden gebruikt als Dapans voor glas, keramiek, granaten en legeringen. Aluminium en Lutecio Garnet (LUAG) worden bijvoorbeeld gebruikt als blauwe fosfor.

Aan de zijkant van het keramiek wordt de oxyortosilicato de Lotecio (LSO) gebruikt in de detectoren van de positronemissietomografieën. Dankzij dit materiaal is het mogelijk om 3D -afbeeldingen te verkrijgen van de cellulaire activiteit van patiënten die deze analyses ondergaan.

Dating

Het radioactieve verval van de isotoop ¹⁷⁶Lu wordt tot op heden gebruikt meteorieten die op aarde aanwezig zijn.

Geneesmiddel

De radioactieve isotoop ¹⁷⁷Lu, bereid door neutronen bombardementen van ¹⁷⁶Lu, een organisch molecuul wordt gecoördineerd (¹⁷⁷Lu-puntaataat) om zijn radioactieve werking te concentreren op neuro-endocriene tumoren, of bij de behandeling van prostaatkanker. Dit is misschien wel de meest veelbelovende aanvraag voor Luthacio.

Het verkrijgen van

Luthacio is het minst overvloedig van lantaniden. Er is geen mineraal met een concentratie boven 0.1% voor dit metaal. Dat is de reden waarom het wordt geëxtraheerd uit vele zeldzame aardmineralen, zoals de Euxeniet, Xenotima, de lateritische klei en het monaciet, een secundair product van de verwerking van de andere lantaniden.

Het kan u van dienst zijn: benzimidazole (C7H6N2): Geschiedenis, structuur, voordelen, nadelen

Deze mineralen lossen op in zwavelzuur, waarvan de oplossing vervolgens wordt behandeld met ammoniumoxalaat om verschillende oxalaten neer te slaan, die worden verwarmd om te transformeren in hun metaaloxiden. Vervolgens lossen oxiden op met salpeterzuur, waardoor het heuvel oxide buiten blijft, wat onoplosbaar is in dit zuur.

De nieuwe oplossing wordt gemengd met ammoniumnitraat om een ​​set dubbele zouten te vormen, om uiteindelijk te verfijnen en te scheiden door ionenuitwisselingchromatografie of fractionele kristallisaties met behulp van verschillende oplosmiddelen. Aldus worden Lu -ionen gescheiden³⁺ Als haluros anhydros.

Luthacio wordt verkregen door zijn haliden met calcium te verminderen:

2 Lucl₃ + 3 Ca → 2 lu + 3 slag₂

Isotopen

Luthate wordt in de natuur gepresenteerd als twee isotopen: ¹⁷⁵Lu en ¹⁷⁶Lu, wiens respectieve overvloed 97 is.4% en 2.6%. Hij ¹⁷⁶Lu is radioactief, maar zijn T_1/2 Het is 3.76 · 10¹⁰ Jaren, dus hun bèta -uitstoot is onschadelijk voor degenen die werken met monsters of zouten van Luthacio.

El Luthacio, afgezien van ¹⁷⁶Lu, heeft nog eens 33 kunstmatige radio -isotopen, waarvan de ¹⁷⁷Lu is de beroemdste en nuttige, en de ¹⁵⁰Lu de meest onstabiele, met een T_1/2 van ongeveer 45 milliseconden. De atomaire massa's van deze radio -isotopen zijn tussen 150 en 184 u.

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (vierde druk). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Lutium. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
3. De redacteuren van Enyclopaedia Britannica. (2020). Lutium. Hersteld van: Britannica.com
4. Dr. Doug Stewart. (2020). Lutetium -elementen Feiten. Hersteld van: chemicool.com
5. Simon Cotton. (26 mei 2009). Lutium. Chemie in zijn elementen. Hersteld van: chemieworld.com