لوتیتم

Lutetium

 

عمومی   نام, علامت اختصاری, شماره Lutetium, Lu, 71 گروه شیمیایی فلز انتقالی گروه, تناوب, بلوک 3, 6 , d جرم حجمی, سختی 9841 kg/m3, __ رنگ سفید نقره ای

خواص  اتمی   وزن اتمی 174.967 amu شعاع اتمی (calc.) 175 «217» pm شعاع کووالانسی 160 pm شعاع واندروالس no data ساختار الکترونی [Xe]4f14 5d1 6s2 -e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 32, 9, 2 درجه اکسیداسیون (اکسید) 3 (بازضعیف) ساختار کریستالی شش گوشه

خواص  فیزیکی       حالت ماده جامد نقطه ذوب 1925 K (3006 °F) نقطه جوش 3675 K (6156 °F) حجم مولی  ש»10-6 * 17.78««متر مکعب بر مول گرمای تبخیر 355.9 kJ/mol گرمای هم جوشی 18.6 kJ/mol فشار بخار 2460 Pa at 1936 K سرعت صوت no data

متفرقه         الکترونگاتیویته 1.27 (درجه پاولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 150 J/(kg*K) رسانائی الکتریکی 1.85 106/m اهم رسانائی گرمایی 16.4 W/(m*K) 1st پتانسیل یونیزاسیون 523.5 kJ/mol 2nd پتانسیل یونیزاسیون 1340 kJ/mol 3rd پتانسیل یونیزاسیون 2022.3 kJ/mol 4th پتانسیل یونیزاسیون 4370 kJ/mol 5th پتانسیل یونیزاسیون 6445 kJ/mol

پایدارترین  ایزوتوپها     iso NA نیمه عمر DM DE MeV DP 173Lu {syn.} 1.37 y ε 0.671 173Yb 174Lu {syn.} 3.31 y ε 1.374 174Yb 175Lu 97.41% Lutetiumبا104 نوترون پایدار است 176Lu 2.59% 3.78 E10 y β- 1.193 176Hf واحدهایSI & STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.

 

لوتتیوم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Lu و عدد اتمی 71 می باشد. لوتیتم که عنصر فلزی گروه عناصر خاکی کمیاب است ، در طبیعت معمولاً به همرا ه ایتریم یافت می شود و گاهی اوقات در آلیاژهای فلزی بکار رفته و در فرآیندهای مختلف نقش کاتالیزور دارد.

خصوصیات  قابل توجه

لوتیتم فلزی سیمگون ، سه ظرفیتی و مقاوم در برابر فرسودگی است که نسبتاً در آزمایش‌های مربوط به هوا پایدار و سنگین ترین و سخت ترین عنصر خاکی کمیاب به شمار می رود.

 

کاربردهـــــــــا

چون تهیه این فلز بصورت مقادیر مفید بسیار گران می باشد بنابراین کاربردهای تجاری بسیار کمی دارد. اما لوتیتم پایدار را می توان در پالایشگاهها و به عنوان کاتالیزور در کراکینگ بنزین مورد استفاده قرار داد. موارد استفاده دیگر آن در آلکیلاسیون ، هیدروژناسیون و پلیمریزاسیون می باشد.

 

تاریخچه

لوتیتم (از واژه لاتین Lutetia به معنی پاریس) در سال 1907 توسط Georges Urbain شیمیدان فرانسوی و Baron Carol Auer von Welsbach کانی شناس اتریشی مستقلاً کشف شد. هر دوی آنها این عنصر را در ناخالصی موجود در ایتریم معدنی کشف نمودند که به عقیده Jean Charles Galissard de Marignac شیمیدان سوئیسی ( و بیشتر شیمیدانان دیگر) تماماً متشکل از ایتربیم بود. جداسازی لوتیتم ایتربیم Marignac برای اولین بار توسط Urbain توصیف شد و وافتخار نامگذاری این عنصر نصیب او گشت. او نامهای neoytterbium( ایتربیم جدید) و luteciumرا برای این عنصرجدید انتخاب کرد اما بالاخره نام neoytterbium بصورت ytterbiumبرگشت نمود و در سال 1949 نگارش عنصر 107 به شکل lutetium ( لوتیتم) تغییر نمود. Welsbach نامهای cassiopium را برای عنصر 71 ( برگرفته از نام نجومی Cassiopeia) و albebaranium را برای نام جدید ایتربیم پیشنهاد کرد اما این اسامی مورد تایید قرار نگرفت ( گرچه بسیاری از دانشمندان آلمانی هنوز عنصر 71 را cassiopium می نامند.

 

پیدایــــــــش

لوتیتم که اغلب نه به تنهایی بلکه با فلزات خاکی دیگر یافت می شود، بسیار سخت از سایر عناصر جدا می شود و کمترین فراوانی را در میان تمامی عناصر طبیعی دارد. کانی تجاری اصلی لوتیتم ، سنگ معدن مانزونیت Ce,La,PO و ... است که حاوی 003/0% این عنصر می باشد. فلز لوتیتم خالص فقط تا حدی در سالهای اخیر جداسازی شده و تهیه آن بسیار دشوار است (بنابراین یکی از نادرترین و گران ترین فلزات خاکی کمیاب است). لوتیتم را با روش جابجایی یونی از عناصر خاکی کمیاب دیگر بدست می آورند (کاهش LuCl3 یــــا LuF3 بوسیله یک فلز قلیایی و یا یک فلز قلیایی خاکی).

 

ایزوتوپها

لوتیتم بطور طبیعی دارای 1 ایزوتوپ پایدار Lu-175 ( وفور طبیعی 41/97%) می باشد. 33 ایزوتوپ پرتوزا هم برای آن شناسائی شده که پایدار ترین آنها لوتیتم 176 با نیمه عمر  78/3 X 10 10 سال (فراوانی طبیعی 59/2%) ، لوتیتم 174 با نیمه عمر31/3 سال و لوتیتم 173 با نیمه عمر 37/1 سال می باشد. کلیه ایزوتوپهای دیگر آن دارای نیمه عمری کمتر از 9 روز هستند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از نیم ساعت می باشد. همچنین این عنصر دارای 8 meta states است که پایدار ترین آنها Lum-177( t 4/160 روز) ، Lum-174( t 142روز)  و Lum-178( t 1/23 دقیقه) می باشد. ایزوتوپهای لوتیتم از نظر وزن اتمی بین amu 973/149 (لوتیتم 150) و amu 961/183 (لوتیتم 184) قرار دارند. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان ترین ایزوتوپ پایدار، (لوتیتم 175) جذب الکترون ( با مقداری ارسال الکترون مثبـت و آلفا) است و اولین حالت بعد از آن ارسال بتا می باشد. محصولات فروپاشی اولیه قبل از لوتیتم 175 ایزوتوپهای عنصــــــــــــــر 70 ( ایتربیم) و محصولات اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر 72 ( هافنیم) هستند.

 

ترکیبات

فلورید : LuF3  کلرید : LuCl3  برمید : LuBr3 یدید : LuI3 اکسید : Lu2O3 سولفید: Lu2S3 تلورید : Lu2Te3 نیترید : LuN.

 

هشدارهــــــــا

لوتیتم مانند سایر فلزات خاکی کمیاب دارای درجه مسمومیت کمی است اما بهرحال با این فلز و مخصوصاً ترکیبات آن باید بسیار با احتیاط رفتار شود. گرده فلزی این عنصر خطر آتش زائی و انفجار به همراه دارد. لوتیتم هیچگونه نقش بیولوژیکی در بدن انسان ندارد اما احتمالاً به افزایش متابولیسم کمک می کند.