Lutetium

Das chemische Element mit dem Symbol Lu gilt als seltenes Metall aus der Gruppe der Lanthaniden. Es wurde verwendet, um das Alter von Meteoroiden zu bestimmen. Darüber hinaus ist Lutetium von grundlegender Bedeutung für die Erforschung des Magnetismus, da es eines der schwersten und am komplexesten zu isolierenden Elemente ist. In diesem Abschnitt erfahren Sie mehr über den Ursprung, seine Eigenschaften und den Nutzen dieser Komponente.

Was ist Lutetium?

Es handelt sich um ein dreiwertiges metallisches Element, das im Periodensystem die Position 71 einnimmt. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass es unter den Seltenen Erden das schwerste und widerstandsfähigste ist.

Lutetium-Symbol

Lu Seine Symbologie geht auf das Wort Luttetia zurück, dessen Titel der erste war, der der Stadt, die heute als Paris bekannt ist, verliehen wurde. Ort, an dem das Metalloid um 1907 von Georges Urbain entdeckt und identifiziert wurde.

Eigenschaften von Lutetium

Obwohl es neben den D-Block-Komponenten positioniert ist, gehört es zu den Elementen, die als Lanthanoide klassifiziert werden. Aufgrund seiner ungewöhnlichen und vielfältigen Eigenschaften hat es sich als komplexe Verbindung erwiesen, die zu zwei verschiedenen Gruppen gehören kann. Seine Eigenschaften lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • Zustand: Es handelt sich um ein massives Metall mit hoher Dichte und Härte.
  • Farbe: Grauton mit silbrigen Bereichen.
  • Löslichkeit: Erzeugt eine Vielzahl von Salzen, von denen einige löslich sind, andere sich nicht auflösen.
  • Toxizität: Es hat ein geringes toxisches Ausmaß. Es sind die dabei entstehenden Verbindungen, die mit größter Sorgfalt behandelt werden. Beispielsweise können seine löslichen Salze gefährlich werden.
  • Reaktivität: Da es sich um ein verschleißfestes Metall handelt, reagiert es häufig extrem langsam mit Luft oder H₂O und Säuren.
  • Radioaktivität: In seinem natürlichen Zustand besteht es aus einem einzigen stabilen Isotop, die restlichen 33 Verbindungen, sogenannte Radioisotope, sind radioaktiv.
  • Struktur: Seine Kristallkonformation ist hexagonal.  
  • Zusammensetzung: Auf atomarer Ebene besteht es aus 71 Elektronen und Protonen.

Chemische und physikalische Eigenschaften von Lutetium

  1. Ordnungszahl : 71
  2. Zeitraum : 6
  3. Block : D
  4. Gruppe : 3
  5. Kovalenter Radius (Å): 13:60 Uhr
  6. Atommasse (g/mol): 174,97
  7. Dichte: 9841 kg/m³
  8. Siedepunkt: 3327°C
  9. Schmelzpunkt: 1652°C
  10. Atomradius: 217 Uhr
  11. Durchschnittlicher Radius: 175h
  12. Spezifische Wärme: 150 J/ (K kg)
  13. Elektronen pro Schicht: 2, 8, 18, 32, 9, 2
  14. Erstes Ionisationspotential eV: 5,02
  15. Elektronische Konfiguration: [Xe]4f 14 5d 1 6s 2
  16. Wärmeleitfähigkeit: 16,4 W/(K•m)
  17. Elektrische Leitfähigkeit: 1,85 · 106 S/m
  18. Elektronegativität: 1, 2
  19. Oxidationsstufe: +3
  20. Oxid: schwache Base

Ursprung von Lutetium

Es wurde gleichzeitig, aber unabhängig voneinander vom Mineralographen Carl Auer, dem Amerikaner Charles James und dem bedeutendsten Georges Urbain entdeckt. Dieses Wissenschaftlertrio wurde mit der Untersuchung der Verunreinigungen des in Schweden gefundenen Metalls Ytterbium beauftragt.

Durch alle Studien wurde das neue Element gewonnen und man kam zu dem Schluss, dass die legitime Entdeckung Georges Urbain zugeschrieben werden sollte. Vor allem, weil die Veröffentlichung von hoher Qualität und die Erstauslieferung war. So hatte dieser Chemiker die Gelegenheit, den Bestandteil Lutetium zu nennen, zu Ehren des antiken Namens der schönen Stadt, die heute Paris heißt.

Wofür wird Lutetium verwendet?

Der Einsatz von Lutetium im kommerziellen Umfeld ist begrenzt, in einigen Bereichen hat es sich jedoch als äußerst vorteilhaft erwiesen. Es wird beispielsweise in verschiedenen reaktiven chemischen Prozessen eingesetzt, darunter Polymerisation und Hydrierung. Weil seine stabilen Nuklide bei Bestrahlung eine reine Betastrahlungs- oder Emissionsquelle erzeugen.

Darüber hinaus wird es von Raffinerien als wirksamer Katalysator für das Ölcracken verwendet. Noch heute werden seine Radioisotope untersucht, um ihren Nutzen in der Nuklearmedizin zu testen.

Wo kommt Lutetium vor?

Es handelt sich um die am wenigsten vorkommende Metallverbindung in der Umwelt, der übliche Zustand, in dem es in der Natur vorkommt, ist fest. Das Haupterz, aus dem die Verbindung gewonnen wird, ist das Gestein Monzonit, aus dem im Allgemeinen bis zu 0,003 % Lutetium gewonnen werden.

Wie wird Lutetium gewonnen?

Es gilt als das am schwierigsten zu isolierende Metall aus der Lanthanoidgruppe. Die gebräuchlichste Methode zur Gewinnung ist die Reduktion von wasserfreiem Trifluorid oder Lutetiumtrichlorid in Kombination mit einem Erdalkali- oder Alkalimetall. Allerdings konnte dieses reine Präparat aufgrund seiner großen Komplexität erst Ende des 20. Jahrhunderts hergestellt werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Lutetium ein sehr seltenes Metall ist, das in der Natur schwer zu finden und sehr komplex zu gewinnen ist. Es zeichnet sich durch seine höchste Dichte aus und kommt im Allgemeinen in Monzonitgestein vor. Darüber hinaus wird es in verschiedenen chemischen Prozessen und als Katalysator in Raffinerien eingesetzt.