- Cassiopeium
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Eigenschaften Allgemein Name, Symbol, Ordnungszahl Lutetium, Lu, 71 Serie Lanthanoide Gruppe, Periode, Block La, 6, f Aussehen silbrig weiß CAS-Nummer 7439-94-3 Massenanteil an der Erdhülle 7 · 10-5 % Atomar Atommasse 174,967 u Atomradius (berechnet) 173,4 (217) 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 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 Spezifische Wärmekapazität 150 J/(kg · K) Elektrische Leitfähigkeit 1,85 · 106 A/(V · m) Wärmeleitfähigkeit 16,4 W/(m · K) Chemisch Oxidationszustände 3 Oxide (Basizität) (schwach basisch) Normalpotential -2,255 V (Lu3+ + 3e- → Lu) Elektronegativität 1,27 (Pauling-Skala) Isotope Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP 171Lu 8,24 d ε 1,479 171Yb 172Lu 6,70 d ε 2,519 172Yb 173Lu 1,37 a ε 0,671 173Yb 174Lu 3,31 a ε 1,374 174Yb 174mLu 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 3,6832 h β− 1,315 176Hf ε 0,229 176Yb 177Lu 6,734 d β− 0,498 177Hf 177mLu 160,4 d β− 1,468 177Hf IT 0,970 177Lu 178Lu 28,4 min β− 2,099 178Hf 179Lu 4,59 h β− 1,405 179Hf Sicherheitshinweise Gefahrstoffkennzeichnung [1] Pulver
Leicht-
entzündlich(F) R- und S-Sätze R: 11 S: 16-33-36/37/39 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
In der Natur 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 dieses mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum metallischen Lutetium reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.
Eigenschaften
Lutetium-Bruchstücke unter Argongas, Reinheit des Metalls: 99,999%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 Lutetiumoxyorthosilicat (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
- Lutetium(III)-oxid (Lu2O3)
- Lutetium(III)-fluorid (LuF3)
- Lutetiumoxyorthosilicat (LSO) (Lu2SiO5)
- Lutetiumtantalat(V) (LuTaO4) der schwerste bekannte weißer Feststoff wird in Form von Einkristallen als Szintillationszähler benutzt.
- Lutetium(III)-sulfat Lu2(SO4)3 · 8 H2O: farblose Kristalle.
Einzelnachweise
Weblinks
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