Otevřít hlavní menu

Lutecium, chemická značka Lu, (lat. Lutetium) je měkký stříbřitě bílý, vnitřně přechodný kovový prvek pevného skupenství, poslední člen skupiny lanthanoidů.

Lutecium
  [Xe] 4f14 5d1 6s2
  Lu
71
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
↓ Periodická tabulka ↓
Pevné lutecium

Pevné lutecium

Obecné
Název, značka, číslo Lutecium, Lu, 71
Cizojazyčné názvy lat. Lutetium
Skupina, perioda, blok 6. perioda, blok f
Chemická skupina Lanthanoidy
Identifikace
Registrační číslo CAS
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost 174,947(1)
Atomový poloměr (1,75 Å) 175 pm
Kovalentní poloměr (1,60 Å) 160 pm
Elektronová konfigurace [Xe] 4f14 5d1 6s2
Elektronegativita (Paulingova stupnice) 1,27
Ionizační energie
První 523,5 kJ/mol
Druhá 1340 kJ/mol
Třetí 2022,3 kJ/mol
Mechanické vlastnosti
Hustota 9,841 g/cm3;
Hustota při teplotě tání: 9,3 g/cm3
Skupenství Pevné
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání 1652 °C (1 925,15 K)
Teplota varu 3402 °C (3 675,15 K)
Skupenské teplo tání asi 22 kJ/mol
Skupenské teplo varu 414 kJ/mol
Molární tepelná kapacita 26,86 J.mol-1.K-1
Elektromagnetické vlastnosti
Lutetium spectrum visible.png
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P

{{{izotopy}}}

Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Ytterbium Lu

Lr

Obsah

Základní fyzikálně-chemické vlastnostiEditovat

Lutecium je stříbřitě bílý, měkký přechodný kov.

Chemicky je kovové lutecium poměrně stálé. Na suchém vzduchu se prakticky nemění, ve vlhkém prostředí se pomalu pokrývá vrstvičkou oxidu. Snadno se rozpouští v běžných minerálních kyselinách za vývoje vodíku.

Ve sloučeninách se vyskytuje pouze v mocenství Lu+3. Soli Lu+3 vykazují vlastnosti podobné sloučeninám ostatních lanthanoidů a hliníku. Všechny tyto prvky tvoří například vysoce stabilní oxidy, které nereagují s vodou a jen velmi obtížně se redukují. Ze solí anorganických kyselin jsou důležité především fluoridy a fosforečnany, jejich nerozpustnosti ve vodě se využívá k separaci lanthanoidů od jiných kovových iontů. Lutecité soli jsou bezbarvé.

Historie objevuEditovat

Lutecium objevili teprve roku 1907 nezávisle na sobě francouzský chemik Georges Urbain a rakouský mineralog Carl Auer von Welsbach jako nečistotu v oxidu dalšího lanthanoidu – ytterbia. Název prvku, který dal prvku Georges Urbain je odvozen od latinského pojmenování PařížeLutetia. Carl Auer von Welsbach preferoval název cassiopium a oficiální pojmenování posledního z řady lanthanoidů bylo tak poměrně dlouho předmětem sporů a debat.

Výskyt, výroba a využitíEditovat

Lutecium je poměrně dosti vzácný prvek, v zemské kůře se vyskytuje v koncentraci 0,5–0,75 mg/kg. O jeho obsahu v mořské vodě údaje chybí. Ve vesmíru připadá jeden atom lutecia na 1000 miliard atomů vodíku.

V přírodě se lutecium vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Neexistují však ani minerály, v nichž by se některé lanthanoidy (prvky vzácných zemin) vyskytovaly samostatně, ale vždy se jedná o minerály směsné, které obsahují prakticky všechny prvky této skupiny. Mezi nejznámější patří monazity (Ce, La, Th, Nd, Y)PO4 a xenotim, chemicky fosforečnany lanthanoidů, dále bastnäsity (Ce, La, Y)CO3F – směsné flourouhličitany prvků vzácných zemin a např. minerál euxenit (Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6.

Velká ložiska těchto rud se nalézají ve Skandinávii, USA, Číně a Vietnamu. Významným zdrojem jsou i fosfátové suroviny – apatity z poloostrova Kola v Rusku.

Při průmyslové výrobě prvků vzácných se jejich rudy nejprve louží směsí kyseliny sírové a chlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přídavkem hydroxidu sodného vysráží hydroxidy.

Separace jednotlivých prvků se provádí řadou různých postupů – kapalinovou extrakcí, za použití ionexových kolon nebo selektivním srážením nerozpustných komplexních solí.

Příprava čistého kovu se obvykle provádí elektrochemicky z taveniny směsi chloridů lutecia, vápníku a sodíku. Elementární lutecium se vylučuje na grafitové katodě, na kladné elektrodě (anodě) dochází k uvolňování elementárního plynného chloru.

Díky svému velmi řídkému výskytu a vysoké výrobní ceně čistého kovu nemají v současné době kovové lutecium ani jeho sloučeniny žádné významné komerční využití. Potenciálním oborem využití jsou průmyslové katalyzátory pro petrochemický průmysl a polymerace v organické syntéze.

 
pevné lutecium 2

LiteraturaEditovat

  • Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  • N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků II. 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazyEditovat