Lutetium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Lu und der Ordnungszahl 71.
Eigenschaften
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| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Lutetium, Lu, 71 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | Lanthanoide | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | -, 6, f | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | silbrig weiß | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 174,967 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 173,4 (217) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | k. A. | ||||||||||||||||||||||||||||||
| van der Waals-Radius | k. A. | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Xe]4f145d16s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronen pro Energieniveau | 2, 8, 18, 32, 9, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände (Oxid) | 3 (schwach basisch) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 1,27 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | Hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte (Mohshärte) | 9,841 g/cm3 (-) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | k. A. | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Verschiedenes | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 150 J/(kg · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 1,85 · 106 S/m | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 16,4 W/(m · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 523,5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 1340 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 2022,3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 4370 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||
Das Gruppe 3- und Periode-6-Element wird den Metallen der seltenen Erden zugeordnet.
Abbildungen
Eigenschaften und Verhalten
Das silbergraue Metallen 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.
Anwendungen
Lutetium ist sehr selten.
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%)
Herstellung
Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Lutetiumbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Lutetiumfluorid umgesetzt. Anschließend wird mit Kalzium unter Bildung von Kalziumfluorid zum metallischen Lutetium reduziert. Abtrennung verbleibender Kalziumreste und Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.
Verbindungen
Isotope
Physiologisches
Lutetium hat keine biologische Funktion.
Vorsichtsmaßnahmen
Lutetium und Lutetiumverbindungen sind als gering toxisch zu bewerten. Metallstäube, wie übrigens fast alle, sind feuer- und explosionsgefährlich.