LUTECIO -struktur, egenskaper, användningar, erhållning

han Lutecio Det är en lantanidmetall, av sällsynt jord eller block F av det periodiska tabellen, vars kemiska symbol är lu. Det är den tätaste, tunga, knappa, dyra och hårda av lantaniderna, som det är i slutet av sin serie. Dessa egenskaper beror på att deras atomer är mindre, precis som deras lujoner³⁺, På grund av lantanidkontraktion.

Även om dess fysiska egenskaper kan vara enastående, är sanningen att den är kemiskt mycket lik resten av dess Lanthanid -motsvarigheter. En konsekvens av detta är att Luthacio var den sista av lantaniderna som upptäcktes, isolerade och producerade.

Metalliskt prov och ultra -poucio. Källa: Hi-reser Bilder av kemiska element, CC av 3.0, via Wikimedia Commons

Året för dess upptäckt går tillbaka till 1907, produkt från de oberoende verken av tre forskare: fransmannen Georges Urbain, den österrikiska Carl Welsbach och amerikanska Charles James. Den största krediten tillskrivs emellertid Georges Urbain, som döpt denna metall med namnet 'Lotec' av 'Lutetia', det latinska namnet Paris. Det var inte förrän 1953 som det första rena provet av Metallic Luthacio erhölls.

Luthate -applikationer fortsätter idag i utveckling, hitta webbplats som doponte för olika material och som ett aktivt medel i cancerbehandling.

[TOC]

Strukturera

Luthate Atoms förblir förenade tack vare deras metalliska länk. Som en produkt av dess interaktioner, dess atomradio och ordningen på dess förpackning, slutar Luthacio med att anta en kompakt hexagonal kristallin struktur (HCP).

HCP -strukturen är den enda som är känd för Luthecio under omgivningstryck. Det sägs därför att det är en monoformisk metall, det vill säga det saknar polymorfer och fasövergångar under andra temperaturer.

Elektronisk konfiguration

Elektronisk Luthacio -konfiguration

Den elektroniska konfigurationen av Luthecio är som följer:

Kan tjäna dig: isobutil: nomenklatur, träning, struktur och egenskaper

[Xe] 4f¹⁴ 5 D¹ 6s²

Observera att deras 4F -orbitaler är helt fulla av elektroner. Luthacio deltar i de kemiska reaktionerna med hjälp av sina valenselektroner, runt 5D- och 6S -orbitaler.

Denna konfiguration kommer ihåg den från Lantano ([xe] 5d¹ 6s²), metall d, Och på grund av det finns det de som tror att Luthate delar en kemi som är mer relaterad till övergångsmetaller än till lanthanider. Elektroniskt är Luthacio en mindre version av Lantano, som också har alla sina 4F fulla orbitaler.

När Luthecio reagerar förlorar de tre elektronerna i Valencia i dess 5D -orbitaler¹ och 6s², blir lukationen³⁺.

Lutecio egenskaper

Fysiskt utseende

Silver vit metall, som mörknar när den långsamt oxideras. Det kännetecknas av att vara väldigt tät och hårt.

Atomnummer

71

Molmassa

174.97 g/mol

Smältpunkt

1652 ºC

Kokpunkt

3402 ºC

Densitet

Vid rumstemperatur: 9.841 g/cm³

Rätt vid smältpunkten: 9.3 g/cm³

Fusionsvärme

22 kJ/mol

Förångningsvärme

414 kJ/mol

Molorisk kapacitet

26.86 kJ/mol · k

Oxidationstillstånd

Luthacio kan bilda föreningar med följande oxidationstillstånd: 0, +1 (LU⁺), +2 (LU²⁺) och +3 (LU³⁺), att vara den senare långt den vanligaste och stabila av alla. Därför innehåller nästan alla Luthate -föreningar lukten³⁺, antingen bildar komplex eller interagerar elektrostatiskt med andra anjoner.

Elektronnegativitet

1.27 På Pauling -skalan.

Joniseringsenergier

Första: 523.5 kJ/mol

Andra: 1340 kJ/mol

Tredje: 2022.3 kJ/mol

Magnetisk ordning

Paramagnetisk. Det blir dock superledare vid en temperatur på 0.022 K, och under ett tryck på 45 kilobares.

Reaktivitet

Kemiskt håller Luthacio nära likhet med Scandio och Ititrium och bildar katjoner Lu³⁺ vars fasta föreningar och lösningar är mestadels färglösa. Denna specialitet strider mot resten av lantaniderna, som vanligtvis ger mycket färgglada och lysrörslösningar.

Kan tjäna dig: Dekantationstratt

Lutens reaktivitet kan också jämföras med kalcium och magnesium, så den löses lätt i utspädda syror; såsom saltsyra, för att producera Luthacio -klorid, Lucl₃.

Ansökningar

Gasremover

Luthacio Oxide, Lu₂ANTINGEN₃, Det är en bra fuktabsorberande och koldioxid, så dess damm används för att ta bort dessa gaser från vissa fack.

Oljekatalys

Lu₂ANTINGEN₃ Det används för att förbereda katalysatorer som påskyndar sprickan av oljekolväten.

Organisk katalys

Luthate Triflato används i organisk syntes som en katalysator i vattenhaltiga medier, har fördelen att dispensera med organiska lösningsmedel och göra reaktioner mer ekologiska.

Dopant

Lu₂ANTINGEN₃ Och lujoner³⁺ De används som dapaner för glas, keramik, granater och legeringar. Till exempel används aluminium och lutecio granat (LUAG) som blå fosfor.

På sidan av keramiken används oxyortosilicato de lotecio (LSO) i detektorerna för positronemissionstomografierna. Tack vare detta material är det möjligt att få 3D -bilder av den cellulära aktiviteten hos patienter som genomgår dessa analyser.

Datering

Isotopens radioaktiva förfall ¹⁷⁶LU är vanligen vanligt med meteoriter närvarande på jorden.

Medicin

Den radioaktiva isotopen ¹⁷⁷Lu, förberedd av Neutrons Bombing från ¹⁷⁶Lu, en organisk molekyl samordnas (¹⁷⁷Lu-Dotateate) för att fokusera sin radioaktiva verkan på neuroendokrina tumörer eller vid behandling av prostatacancer. Detta är kanske den mest lovande ansökan om Luthacio.

Erhållande

Luthacio är den minst rikliga med lantanider. Det finns inget mineral som innehåller en koncentration över 0.1% för denna metall. Det är därför det extraheras från många sällsynta jordartsmineraler, såsom Euxenite, Xenotima, de lateritiska lerorna och monaciten, som är en sekundär produkt av bearbetningen av de andra lantaniderna.

Det kan tjäna dig: Benzimidazol (C7H6N2): Historia, struktur, fördelar, nackdelar

Dessa mineraler upplöses i svavelsyra, vars lösning sedan behandlas med ammoniumoxalat för att fälla ut flera oxalater, som upphettas för att förvandlas till deras metalloxider. Sedan upplöses oxider med salpetersyra och lämnar kullen oxid utanför, vilket är olösligt i denna syra.

Den nya lösningen är blandad med ammoniumnitrat för att bilda en uppsättning dubbla salter, för att äntligen förfina och separera genom jonbytekromatografi eller fraktionella kristalliseringar med flera lösningsmedel. Således separeras lujoner³⁺ Som haluros -anhydros.

Luthacio erhålls genom att minska sina halider med kalcium:

2 LUB₃ + 3 CA → 2 LU + 3 -slag₂

Isotoper

Luthate presenteras i naturen som två isotoper: ¹⁷⁵Lu och ¹⁷⁶Lu, vars respektive överflöd är 97.4% och 2.6%. han ¹⁷⁶Lu är radioaktivt, men det är t_1/2 Det är 3.76 · 10¹⁰ år, så deras betautsläpp är ofarliga för dem som arbetar med prover eller salter från Luthacio.

El Luthacio, bortsett från ¹⁷⁶Lu, har ytterligare 33 konstgjorda radioisotoper, av vilka ¹⁷⁷Lu är den mest berömda och användbara och ¹⁵⁰Lu den mest instabila, med en t_1/2 av ungefär 45 millisekunder. Atommassorna av dessa radioisotoper är mellan 150 och 184 U.

Referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (fjärde upplagan). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Lutium. Hämtad från: i.Wikipedia.org
3. Redaktörerna för Enyclopaedia Britannica. (2020). Lutium. Återhämtat sig från: Britannica.com
4. Doktor. Doug Stewart. (2020). Lutetiumelement fakta. Återhämtat sig från: Chemicool.com
5. Simon Cotton. (26 maj 2009). Lutium. Kemi i sina element. Återhämtat sig från: Chemistryworld.com