Lutecium
| český název | Lutecium |
| latinský název | Lutecium |
| anglický název | Lutetium |
| chemická značka | Lu |
| protonové číslo | 71 |
| relativní atomová hmotnost | 174,967 |
| perioda | 6 |
| skupina | III.B |
| zařazení | lanthanoidy |
| rok objevu | 1907 |
| objevitel | Welsbach, James, Urbain |
| teplota tání [°C] | 1663 |
| teplota varu [°C] | 3402 |
| hustota [g cm-3] | 9,85 |
| hustota při teplotě tání [g cm-3] | 9,3 |
| elektronegativita | 1,27 |
| oxidační stavy | III |
| elektronová konfigurace | [Xe]4f14 5d1 6s2 |
| atomový poloměr [pm] | 217 |
| kovalentní poloměr [pm] | 160 |
| specifické teplo [J g-1K-1] | 0,15 |
| slučovací teplo [kJ mol-1] | 18,6 |
| tepelná vodivost [W m-1 K-1] | 16 |
| elektrická vodivost [S m-1] | 1,8.106 |
| 1. ionizační potenciál [eV] | 5,4259 |
| 2. ionizační potenciál [eV] | 13,888 |
| 3. ionizační potenciál [eV] | 20,957 |
| tvrdost podle Mohse | - |
| tvrdost podle Vickerse [MPa] | 1160 |
| tvrdost podle Brinella [MPa] | 893 |
| modul pružnosti ve smyku [GPa] | 27 |
| modul pružnosti v tahu [GPa] | 69 |
| skupenství za norm. podmínek | s |
Chemické vlastnosti a reakce lutecia
Chemický prvek lutecium je stříbřitě bílý, lesklý, měkký kov, který má ze všech lanthanoidů nejvyšší hustotu. Lutecium je ze všech lanthanoidů chemicky nejméně reaktivní prvek.
Na suchém vzduchu je lutecium stálé, při zahřátí na 150°C shoří na bílý oxid lutecitý Lu2O3, s vodíkem tvoří hydridy LuH2 a LuH3. S vodou reaguje pouze za zvýšené teploty a velmi pomalu za vzniku vodíku, ale snadno se rozpouští v běžných minerálních kyselinách:
2Lu + 6H2O → 2Lu(OH)3 + 3H2
2Lu + 6HCl → 2LuCl3 + 3H2
Lu + 6HNO3 → Lu(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Ve sloučeninách se lutecium vyskytuje pouze v oxidačním stupni III. Sloučeniny lutecia se svými chemickými vlastnostmi podobají sloučeninám hliníku. Vodné roztoky solí lutecia jsou bezbarvé, pouze jodid je hnědý.
Výskyt lutecia v přírodě
Průměrný obsah lutecia v zemské kůře je pouze 0,8 ppm. V přírodě se lutecium vyskytuje vzácně ve formě sloučenin společně s ostatními lanthanoidy, samostatné minerály lutecia nejsou známy. Nejvyšší obsah lutecia (2,4% Lu) má proshenkoit (Y,Lu,Ca,Na,Mn)15Fe2+Ca(P,Si)Si6B3(O,F)48. Přírodní lutecium je směsí 2,6% stabilního izotopu 176Lu a 97,4% radioaktivního izotopu 175Lu s poločasem rozpadu 3·1010 let.
Výroba a využití lutecia
Výroba lutecia se provádí podobně jako výroba ostatních lantahanoidů loužením lanthanoidových rud směsí minerálních kyselin s následnou složitou separací.
Výroba kovového lutecia se provádí elektrolýzou taveniny chloridu letecitého LuCl3 nebo jeho redukcí kovovým vápníkem:
2LuCl3 + 3Ca → 2Lu + 3CaCl2
Oxid lutecitý Lu2O3 se používá pro výrobu katalyzátorů pro krakování, hydrogenaci, alkylaci a polymeraci. Tantaličnan lutecitý LuTaO4 má termoluminiscenční vlastnosti a slouží k výrobě detektorů IR záření. Významnější praktické využití kovové lutecium ani jeho sloučeniny nemají.
Izotop 176Lu se využívá ke stanovení stáří meteoritů.
Pro lutecium byl původně navrhován název cassiopeium a chemická značka Cp.
Zdroje
- GSCHNEIDNER, Karl; BÜNZLI, Jean-Claude; PECHARSKY, Vitalij. Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Vol. 39. Amsterdam: North Hollands. 2009. ISBN 978-0-444-53221-3.