- Lutetium
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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 0,7 ppm[1] Atomar [2] Atommasse 174,967 u Atomradius (berechnet) 175 (217) pm Kovalenter Radius 187 pm Elektronenkonfiguration [Xe] 4f14 5d1 6s2 Austrittsarbeit 3,3 1. Ionisierungsenergie 523,5 kJ/mol 2. Ionisierungsenergie 1340 kJ/mol 3. Ionisierungsenergie 2022,3 kJ/mol Physikalisch [2] Aggregatzustand fest Kristallstruktur hexagonal Dichte 9,84 g/cm3 (25 °C)[3] Magnetismus paramagnetisch (χm > 0)[4] Schmelzpunkt 1925 K (1652 °C) Siedepunkt 3675 K (3402 °C) Molares Volumen 17,78 · 10−6 m3/mol Verdampfungswärme 415 kJ/mol Schmelzwärme 22 kJ/mol Elektrische Leitfähigkeit 1,72 · 106 A/(V · m) Wärmeleitfähigkeit 16 W/(m · K) Chemisch [2] Oxidationszustände 3 Normalpotential −2,30 V (Lu3+ + 3 e− → Lu) Elektronegativität 1,27 (Pauling-Skala) Isotope Isotop NH t1/2 ZM ZE (MeV) ZP 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 Weitere Isotope siehe Liste der Isotope Sicherheitshinweise GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [5] 
Gefahr
H- und P-Sätze H: 228 EUH: keine EUH-Sätze P: 210 [5] Gefahrstoffkennzeichnung [5] 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 mit dem Elementsymbol Lu und der Ordnungszahl 71. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der seltenen Erden.
Inhaltsverzeichnis
Geschichte
Lutetium wurde 1907[6] 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, sublimiert, dendritisch unter Argongas, Reinheit des Metalls: 99,995 %
Das silbergraue Metall 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). Das Radionuklid 177Lu kann als Therapie gegen neuroendokrine Tumore verwendet werden.[7] In der Dendchorologie wird die Zerfallsreihe von Lutetium 176Lu → Hafnium 176Hf (Halbwertszeit: 22 Milliarden Jahre) vor allem zur Altersbestimmung von Meteroriten genutzt.
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 weiße Feststoff wird in Form von Einkristallen als Szintillationszähler benutzt.
- Lutetium(III)-sulfat Lu2(SO4)3 · 8 H2O: farblose Kristalle.
- Lutetium-Aluminium-Granat (LuAG, Lu3Al5O12) Material für Linsen im UV-Bereich
Einzelnachweise
- ↑ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
- ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Lutetium) entnommen.
- ↑ N. N. Greenwood und A. Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. Auflage, VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 1579.
- ↑ Weast, Robert C. (ed. in chief): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145. ISBN 0-8493-0470-9. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
- ↑ a b c Datenblatt Lutetium bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 8. April 2011.
- ↑ Dr. E. Pilgrim: Entdeckung der Elemente, Mundus Verlag, Stuttgart 1950.
- ↑ http://www.springerlink.com/content/qp72jw647171q677/
Weblinks
Wiktionary: Lutetium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons: Lutetium – Album mit Bildern und/oder Videos und AudiodateienKategorien:- Feuergefährlicher Stoff
- Lanthanoid
- Seltenerdmetall
- Periode-6-Element
- Chemisches Element
- Hexagonales Kristallsystem
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