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Lutetium




Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Lutetium, Lu, 71
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrig weiß
Massenanteil an der Erdhülle 7 · 10-5 %
Atomar
Atommasse 174,967 u
Atomradius (berechnet) 173,4 (217) pm
Kovalenter Radius pm
Van-der-Waals-Radius pm
Elektronenkonfiguration [Xe]4f145d16s2
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 32, 9, 2
Austrittsarbeit 3,3 eV
1. Ionisierungsenergie 523,5 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1340 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2022,3 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Modifikationen 1
Kristallstruktur Hexagonal
Dichte 9,841 g/cm3
Magnetismus
Schmelzpunkt 1936 K (1663 °C)
Siedepunkt 3668 K (3395 °C)
Molares Volumen 17,78 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme 355,9 kJ/mol
Schmelzwärme 18,6 kJ/mol
Dampfdruck

2460 Pa bei 1936 K

Schallgeschwindigkeit m/s
Spezifische Wärmekapazität 150 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 1,85 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 16,4 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 3
Oxide (Basizität) (schwach basisch)
Normalpotential -2,30 V (Lu3+ + 3e- → Lu)
Elektronegativität 1,27 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
171Lu

{syn.}

8,24 d ε 1,479 171Yb
172Lu

{syn.}

6,70 d ε 2,519 172Yb
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
178Lu

{syn.}

28,4 min β 2,099 178Hf
179Lu

{syn.}

4,59 h β 1,405 179Hf
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung

R- und S-Sätze R:
S:
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Lutetium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Elementsymbol Lu und der Ordnungszahl 71. Das Element gehört zur 3. Gruppe und zur 6. Periode, womit es ein Lanthanoid ist und den Metallen der Seltenen Erden zugeordnet wird.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Lutetium wurde 1905 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

Natürlich 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 mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum metallischen Lutetium reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Eigenschaften

  Das silbergraue Metall der seltenen Erden 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 Lutetiumoxyorthosilikat (LSO).

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

 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Lutetium aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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