Lutetium


Lutetium
Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Lutetium, Lu, 71
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrig weiß
CAS-Nummer 7439-94-3
Massenanteil an der Erdhülle 0,7 ppm[1]
Atomar [2]
Atommasse 174,967 u
Atomradius (berechnet) 175 (217) pm
Kovalenter Radius 187 pm
Elektronenkonfiguration [Xe] 4f14 5d1 6s2
Austrittsarbeit 3,3
1. Ionisierungsenergie 523,5 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1340 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2022,3 kJ/mol
Physikalisch [2]
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur hexagonal
Dichte 9,84 g/cm3 (25 °C)[3]
Magnetismus paramagnetisch (χm > 0)[4]
Schmelzpunkt 1925 K (1652 °C)
Siedepunkt 3675 K (3402 °C)
Molares Volumen 17,78 · 10−6 m3/mol
Verdampfungswärme 415 kJ/mol
Schmelzwärme 22 kJ/mol
Elektrische Leitfähigkeit 1,72 · 106 A/(V · m)
Wärmeleitfähigkeit 16 W/(m · K)
Chemisch [2]
Oxidationszustände 3
Normalpotential −2,30 V (Lu3+ + 3 e → Lu)
Elektronegativität 1,27 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE (MeV) ZP
173Lu

{syn.}

1,37 a ε 0,671 173Yb
174Lu

{syn.}

3,31 a ε 1,374 174Yb
174mLu

{syn.}

142 d IT 0,171 174Lu
ε 1,545 174Yb
175Lu

97,41 %

Stabil
176Lu

2,59 %

3,78 · 1010 a β 1,192 176Hf
176mLu

{syn.}

3,6832 h β 1,315 176Hf
ε 0,229 176Yb
177Lu

{syn.}

6,734 d β 0,498 177Hf
177mLu

{syn.}

160,4 d β 1,468 177Hf
IT 0,970 177Lu
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [5]
02 – Leicht-/Hochentzündlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 228
EUH: keine EUH-Sätze
P: 210 [5]
Gefahrstoffkennzeichnung [5]

Pulver

Leichtentzündlich
Leicht-
entzündlich
(F)
R- und S-Sätze R: 11
S: 16-33-36/37/39
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Lutetium ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Lu und der Ordnungszahl 71. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der seltenen Erden.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Lutetium wurde 1907[6] von drei Wissenschaftlern unabhängig voneinander entdeckt: Carl Auer von Welsbach, Charles James und dem Franzosen Georges Urbain, der es nach dem römischen Namen von Paris, Lutetia, benannte. Im deutschen Sprachraum wurde es bis 1949 meist als Cassiopeium (chemisches Zeichen Cp) bezeichnet.

Vorkommen

In der Natur kommt Lutetium nur in Verbindungen vor. Lutetiumhaltige Minerale geringer Konzentration sind:

  • Monazit (Ce,La,Th,Nd,Y)PO4 (Lu-Gehalt < 0,01 %)

Gewinnung und Darstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Lutetiumbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Lutetiumfluorid umgesetzt. Anschließend wird dieses mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum metallischen Lutetium reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Eigenschaften

Lutetium, sublimiert, dendritisch unter Argongas, Reinheit des Metalls: 99,995 %

Das silbergraue Metall ist sehr weich, gut dehnbar und schmiedbar. In trockener Luft ist Lutetium recht beständig, in feuchter Luft läuft es grau an. Bei höheren Temperaturen verbrennt es zum Sesquioxid Lu2O3. Mit Wasser reagiert es sehr langsam unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid. In Mineralsäuren löst es sich unter Bildung von Wasserstoff auf.

In seinen Verbindungen liegt es in der Oxidationsstufe +3 vor, die Lu3+-Kationen bilden in Wasser farblose Lösungen.

Verwendung

Lutetium wird in Szintillator-Kristallen für die Positronen-Emissions-Tomographie verwendet. Eines der prominentesten Beispiele ist mit Cer dotiertes Lutetiumoxyorthosilicat (LSO). Das Radionuklid 177Lu kann als Therapie gegen neuroendokrine Tumore verwendet werden.[7] In der Dendchorologie wird die Zerfallsreihe von Lutetium 176Lu → Hafnium 176Hf (Halbwertszeit: 22 Milliarden Jahre) vor allem zur Altersbestimmung von Meteroriten genutzt.

Physiologie

Für Lutetium wurde bisher noch keine biologische Funktion gefunden.

Sicherheitshinweise

Lutetium und Lutetiumverbindungen sind gering toxisch. Die Metallstäube sind feuer- und explosionsgefährlich, wie viele andere auch.

Verbindungen

Einzelnachweise

  1. Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Lutetium) entnommen.
  3. N. N. Greenwood und A. Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. Auflage, VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 1579.
  4. Weast, Robert C. (ed. in chief): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145. ISBN 0-8493-0470-9. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  5. a b c Datenblatt Lutetium bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 8. April 2011.
  6. Dr. E. Pilgrim: Entdeckung der Elemente, Mundus Verlag, Stuttgart 1950.
  7. http://www.springerlink.com/content/qp72jw647171q677/

Weblinks

Wiktionary Wiktionary: Lutetium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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  • Lutetium — (pronEng|ljuːˈtiːʃiəm) is a chemical element with the symbol Lu and atomic number 71. A silvery white rare metal, lutetium is the heaviest member of the rare earth group.Parker, Sybil P., ed. Dictionary of Scientific and Technical Terms. 3rd ed.… …   Wikipedia

  • lutétium — ● lutétium ou lutécium nom masculin (de Lutèce, nom propre) Métal rare du groupe des lanthanides. (Élément chimique de symbole Lu, de numéro atomique 71 et de masse atomique 175, il a été isolé en 1907 par G. Urbain.) lutétium n. m. CHIM élément… …   Encyclopédie Universelle

  • lutetium — Symbol: Lu Atomic number: 71 Atomic weight: 194.967 Silvery white rare earth metal which is relatively stable in air. It happens to be the most expensive rare earth metal. Its found with almost all rare earth metals, but is very difficult to… …   Elements of periodic system

  • lutetium — [lo͞o tē′shē əm] n. [ModL < lutetia, lutetium oxide (< L Lutetia: see LUTETIA) + IUM: so named by G. Urbain (1872 1938), Fr chemist, after his native city] a soft, silvery white chemical element, one of the rare earth elements and the last… …   English World dictionary

  • Lutetium — Lu*te ti*um, n. (Chem.) A metallic element separated from ytterbium in 1907, by Urbain in Paris and by von Welsbach in Vienna. It is a member of the Lanthanide rare earth group. Symbol, Lu; atomic number 71; atomic weight 174.967 [C=12.011].… …   The Collaborative International Dictionary of English

  • lutetium — /looh tee shee euhm/, n. Chem. a trivalent rare earth element. Symbol: Lu; at. wt.: 174.97; at. no.: 71. Also, lutecium. [1905 10; < L Lutet(ia) Paris + IUM] * * * ▪ chemical element  (Lu), chemical element, rare earth metal of the lanthanoid… …   Universalium

  • Lutetium — Lu|te|ti|um 〈n.; s; unz.; chem. 〉 Element der Metalle der Seltenen Erden, Ordnungszahl 71 [nach Lutetia, lat. Name für Paris] * * * Lu|te|ti|um [lat. Lutetia = Paris; ↑ ium (1)]; das; s; chem. Symbol: Lu; veralteter Name: Cassiopeium; veraltetes… …   Universal-Lexikon

  • Lutetium — Lutécium Lutécium Ytterbium …   Wikipédia en Français

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