L’élément chimique portant le symbole Lu est considéré comme un métal rare du groupe des lanthanides. Il a été utilisé pour définir l’âge des météoroïdes. De plus, le Lutétium est fondamental dans l’étude du magnétisme, c’est l’un des plus lourds et des plus complexes à isoler. Dans cette section vous connaîtrez l’origine, ses propriétés et l’utilité de ce composant.
Qu’est-ce que le Lutécium ?
C’est un élément métallique trivalent qui occupe la position numéro 71 dans le tableau périodique. De plus, il a été déterminé comme le plus lourd et celui ayant la plus grande solidité parmi ceux qui font partie des terres rares.
Symbole du lutécium
Lu Sa symbologie vient du mot Luttetia, dont le titre fut le premier à être donné à la ville aujourd’hui connue sous le nom de Paris. Site où le métalloïde a été découvert et identifié par Georges Urbain vers 1907.
Caractéristiques du Lutécium
Bien qu’il soit positionné à côté des composants du bloc D, il fait partie des éléments classés comme lanthanides. En raison de ses caractéristiques inhabituelles et variées, il s’est avéré être un composé complexe pouvant appartenir à 2 groupes différents. Ses caractéristiques se résument comme suit :
- Etat : C’est un métal solide qui a beaucoup de densité et de dureté.
- Couleur : Ton grisâtre avec des zones argentées.
- Solubilité : génère une variété de sels, tandis que certains sont solubles, d’autres ne parviennent pas à se dissoudre.
- Toxicité : Il a une faible ampleur toxique. Ce sont les composés qu’il produit qui sont manipulés avec le plus grand soin. Par exemple, ses sels solubles peuvent devenir dangereux.
- Réactivité : Comme il s’agit d’un métal résistant à l’usure, il est courant qu’il réagisse extrêmement lentement avec l’air ou H₂O et les acides.
- Radioactivité : Dans son état naturel, il est composé d’un seul isotope stable, ses 33 composés restants appelés radio-isotopes sont radioactifs.
- Structure : Sa conformation cristalline est hexagonale.
- Composition : Sur le plan atomique, il est composé de 71 électrons et protons.
Propriétés chimiques et physiques du Lutécium
- Numéro atomique : 71
- Période : 6
- Bloc : D
- Groupe : 3
- Rayon covalent (Å) : 13h60
- Masse atomique (g/mol) : 174,97
- Densité : 9841 kg/m³
- Point d’ébullition : 3327°C
- Point de fusion : 1652°C
- Rayon atomique : 217 pm
- Rayon moyen : 175h
- Chaleur spécifique : 150 J/ (K kg)
- Électrons par couche : 2, 8, 18, 32, 9, 2
- Premier potentiel d’ionisation eV : 5,02
- Configuration électronique : [Xe]4f 14 5d 1 6s 2
- Conductivité thermique : 16,4 W/(K•m)
- Conductivité électrique : 1,85·106 S/m
- Electronégativité : 1, 2
- État d’oxydation : +3
- Oxyde : base faible
Origine du Lutécium
Elle a été découverte simultanément, mais indépendamment, par le minéralographe Carl Auer, l’Américain Charles James et le plus éminent, Georges Urbain. Ce trio de scientifiques était chargé d’enquêter sur les impuretés trouvées dans le métal Ytterbium, trouvé en Suède.
Grâce aux études de chacun, le nouvel élément a été obtenu et il a été conclu que la découverte légitime devait être attribuée à Georges Urbain. Surtout parce que sa publication avait été de qualité et la première livrée. Ainsi, ce chimiste a eu l’occasion de nommer le composant Lutétium, en l’honneur de l’ancien nom de la belle ville aujourd’hui appelée Paris.
A quoi sert le Lutécium ?
Les utilisations du lutécium sont limitées dans l’environnement commercial, mais dans certains domaines, il s’est avéré extrêmement bénéfique. Par exemple, il est utilisé dans divers processus chimiques réactifs, dont la polymérisation et l’hydrogénation. Parce que ses nucléides stables, lorsqu’ils sont irradiés, produisent une source pure de rayonnement ou d’émission bêta.
De plus, il est utilisé par les raffineries comme catalyseur efficace pour le craquage du pétrole. Aujourd’hui encore, ses radio-isotopes sont étudiés dans le but de tester leur utilité en médecine nucléaire.
Où trouve-t-on le lutécium ?
C’est le composé métallique le moins abondant dans l’environnement, l’état commun dans lequel il est obtenu dans la nature est solide. Quant à son minerai principal, c’est-à-dire à partir duquel le composé est extrait, il s’agit de la roche Monzonite à partir de laquelle on obtient généralement jusqu’à 0,003 % de Lutétium.
Comment obtient-on le Lutécium ?
Il est connu comme le métal le plus compliqué à isoler parmi le groupe des lanthanides. La méthode la plus courante pour l’obtenir est la réduction du trifluorure ou du trichlorure de lutétium anhydre, en association avec un métal qui peut être alcalino-terreux ou alcalin. Cependant, cette préparation pure n’a pu être réalisée qu’à la fin du 20e siècle en raison de sa grande complexité.
En conclusion, le Lutécium est un métal très rare, difficile à trouver dans la nature et très complexe à obtenir. Elle se distingue par sa densité la plus élevée et se retrouve généralement dans la pierre monzonite. De plus, il est utilisé dans différents procédés chimiques et comme catalyseur dans les raffineries.