Structure lutecio, propriétés, utilisations, obtenez

Il Lutecio C'est un métal lantanide, de terres rares ou de blocs F du tableau périodique, dont le symbole chimique est lu. C'est le plus dense, lourd, rare, cher et dur des Lantanides, comme c'est à la fin de sa série. Ces caractéristiques sont dues au fait que leurs atomes sont plus petits, tout comme leurs lu ions³⁺, En raison de la contraction du lantanure.

Bien que ses propriétés physiques puissent être exceptionnelles, la vérité est qu'elle est chimiquement très similaire au reste de ses homologues lanthanides. Une conséquence de cela est que Luthacio a été le dernier des Lantanides à être découvert, isolé et produit.

Échantillon métallique et ultra -poucio. Source: Images haute résolution d'éléments chimiques, CC par 3.0, via Wikimedia Commons

L'année de sa découverte remonte à 1907, produit des œuvres indépendantes de trois scientifiques: le Français Georges Urbain, l'Autriche Carl Welsbach et l'Américain Charles James. Cependant, le plus grand crédit est attribué à Georges Urbain, qui a baptisé ce métal avec le nom «Lotec» de «Lutetia», le nom latin de Paris. Ce n'est qu'en 1953 que le premier échantillon pur de Luthacio métallique a été obtenu.

Les applications de luthate continuent aujourd'hui dans le développement, trouvant le site comme doponte pour divers matériaux et comme agent actif dans le traitement du cancer.

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Structure

Les atomes de luthate restent unis grâce à leur lien métallique. En tant que produit de ses interactions, ses radios atomiques et l'ordre de son emballage, le Luthacio finit par adopter une structure cristalline hexagonale compacte (HCP).

La structure HCP est la seule qui est connue du Luthecio sous pression ambiante. On dit donc qu'il s'agit d'un métal monoformique, c'est-à-dire qu'il manque de polymorphes et de transitions de phase sous d'autres températures.

Configuration électronique

Configuration électronique de Luthacio

La configuration électronique de la luthcio est la suivante:

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[XE] 4F¹⁴ 5 D¹ 6s²

Notez que leurs orbitales 4F sont complètement pleines d'électrons. La Luthacio participe aux réactions chimiques en utilisant leurs électrons de valence, autour des orbitales 5D et 6S.

Cette configuration se souvient de celle du Lantano ([XE] 5D¹ 6s²), métal d, Et à cause de cela, il y a ceux qui croient que le luthate partage une chimie plus liée aux métaux de transition qu'aux lanthanidés. Électroniquement, Luthacio est une version plus petite du Lantano, qui a également toutes ses orbitales complètes 4F.

Lorsque le Luthecio réagit perd les trois électrons de Valencia de ses orbitales 5D¹ et 6s², devenir le lucot³⁺.

Propriétés de Lutecio

Apparence physique

Métal blanc argenté, qui s'assombrit lorsqu'il est lentement oxydé. Il se caractérise par un très dense et dur.

Numéro atomique

71

Masse molaire

174.97 g / mol

Point de fusion

1652 ºC

Point d'ébullition

3402 ºC

Densité

À température ambiante: 9.841 g / cm³

Juste au point de fusion: 9.3 g / cm³

Chaleur de fusion

22 kJ / mol

Chaleur de vaporisation

414 kJ / mol

Capacité calorique molaire

26.86 kJ / mol · k

États d'oxydation

Luthacio est capable de former des composés avec les états d'oxydation suivants: 0, +1 (LU⁺), +2 (lu²⁺) et +3 (lu³⁺), étant le dernier loin le plus commun et le plus stable de tous. Par conséquent, presque tous les composés de luthate contiennent le lu cation³⁺, Soit la formation de complexes, soit interagir électrostatiquement avec d'autres anions.

Électronégativité

1.27 sur l'échelle Pauling.

Énergies d'ionisation

Premièrement: 523.5 kJ / mol

Deuxième: 1340 kJ / mol

Troisième: 2022.3 kJ / mol

Ordre magnétique

Paramagnétique. Il devient cependant supraconducteur à une température de 0.022 K, et sous une pression de 45 kilobs.

Réactivité

Chimiquement, Luthacio garde de près la similitude avec le Scandio et l'Ititirium, formant des cations Lu³⁺ dont les composés et solutions solides sont, principalement, incolores. Cette particularité contredit le reste des Lantanides, qui produisent généralement des solutions très colorées et fluorescentes.

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La réactivité du luth peut également être comparée à celle du calcium et du magnésium, il est donc facilement dissous dans les acides dilués; comme l'acide chlorhydrique, pour produire du chlorure de luthacio, Lucl₃.

Applications

Déménagement

Luthacio Oxyde, Lu₂SOIT₃, C'est un bon absorbant d'humidité et de dioxyde de carbone, donc sa poussière est utilisée pour éliminer ces gaz de certains compartiments.

Catalyse à l'huile

Le lu₂SOIT₃ Il est utilisé pour préparer des catalyseurs qui accélèrent la fissuration des hydrocarbures d'huile.

Catalyse organique

Le triflato luthate est utilisé dans la synthèse organique comme catalyseur dans les milieux aqueux, ayant l'avantage de la distribution avec des solvants organiques et rendant les réactions plus écologiques.

Dopante

Le lu₂SOIT₃ Et lunes³⁺ Ils sont utilisés comme dapans pour le verre, la céramique, les grenats et les alliages. Par exemple, l'aluminium et le grenat lutecio (Luag) sont utilisés comme phosphore bleu.

Sur le côté de la céramique, l'Oxyortosilicato de Lotecio (LSO) est utilisé dans les détecteurs des tomographies d'émission de positrons. Grâce à ce matériel, il est possible d'obtenir des images 3D de l'activité cellulaire des patients subissant ces analyses.

Rencontre

La désintégration radioactive de l'isotope ¹⁷⁶Lu est utilisé pour dater les météorites présentes sur Terre.

Médecine

L'isotope radioactif ¹⁷⁷Lu, préparé par des neutrons bombardant de ¹⁷⁶Lu, une molécule organique est coordonnée (¹⁷⁷Lu-dotatéate) pour concentrer son action radioactive sur les tumeurs neuroendocrines, ou dans le traitement du cancer de la prostate. C'est peut-être l'application la plus prometteuse pour Luthacio.

Obtention

Luthacio est le moins abondant des lantanides. Il n'y a pas de minéral contenant une concentration supérieure à 0.1% pour ce métal. C'est pourquoi il est extrait de nombreux minéraux de terres rares, comme l'éuxénite, la xénotima, les argiles latérales et la monacite, étant un produit secondaire du traitement des autres lantanides.

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Ces minéraux se dissolvent dans l'acide sulfurique, dont la solution est ensuite traitée avec de l'oxalate d'ammonium pour précipiter plusieurs oxalates, qui sont chauffés pour se transformer en oxydes métalliques. Ensuite, les oxydes se dissolvent avec l'acide nitrique, laissant l'oxyde de colline à l'extérieur, ce qui est insoluble dans cet acide.

La nouvelle solution est mélangée avec du nitrate d'ammonium pour former un ensemble de doubles sels, pour enfin affiner et séparer la chromatographie d'échange d'ions ou les cristallisations fractionnaires en utilisant plusieurs solvants. Ainsi, les ions LU sont séparés³⁺ Comme des anhydros d'Haluros.

Luthacio est obtenu en réduisant ses halogénures avec du calcium:

2 Lucl₃ + 3 Ca → 2 Lu + 3 AVC₂

Isotopes

Luthate est présenté dans la nature comme deux isotopes: ¹⁷⁵Lu et ¹⁷⁶Lu, dont l'abondance respective est de 97.4% et 2.6%. Il ¹⁷⁶Lu est radioactif, mais c'est t_1/2 C'est 3.76 · 10^dix Des années, donc leurs émissions bêta sont inoffensives à ceux qui travaillent avec des échantillons ou des sels de Luthacio.

El Luthacio, à part ¹⁷⁶Lu, a 33 autres radio-isotopes artificiels, dont le ¹⁷⁷Lu est le plus célèbre et le plus utile, et le ¹⁵⁰Lu le plus instable, avec un t_1/2 d'environ 45 millisecondes. Les masses atomiques de ces radio-isotopes se situent entre 150 et 184 U.

Les références

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2. Wikipédia. (2020). Lutium. Récupéré de: dans.Wikipédia.org
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5. Coton Simon. (26 mai 2009). Lutium. Chimie dans ses éléments. Récupéré de: Chemistryworld.com