Struttura Lutecio, proprietà, usi, ottieni

Lui LUTECIO È un metallo lantanide, di terre rare o blocchi F della tavola periodica, il cui simbolo chimico è Lu. È il più denso, pesante, scarso, costoso e duro dei Lantanidi, così come lo è alla fine della sua serie. Queste caratteristiche sono dovute al fatto che i loro atomi sono più piccoli, proprio come i loro ioni³⁺, A causa della contrazione del lantanide.

Sebbene le sue proprietà fisiche possano essere eccezionali, la verità è che è chimicamente molto simile al resto delle sue controparti lantanide. Una conseguenza di ciò è che Lutocia è stato l'ultimo dei Lantanidi da scoprire, isolato e prodotto.

Campione metallico e ultra -poucio. Fonte: immagini ad alta risoluzione di elementi chimici, cc di 3.0, via Wikimedia Commons

L'anno della sua scoperta risale al 1907, prodotto delle opere indipendenti di tre scienziati: il francese Georges Urbain, il Carl Welsbach austriaco e l'americano Charles James. Tuttavia, il più grande credito è attribuito a Georges Urbain, che ha battezzato questo metallo con il nome "Lotec" di "Lutetia", il nome latino di Parigi. Fu solo nel 1953 che fu ottenuto il primo puro campione di Luthacio metallico.

Le applicazioni di Luthate oggi continuano nello sviluppo, trovando il sito come Doponte per vari materiali e come agente attivo nel trattamento del cancro.

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Struttura

Gli atomi di Luthate rimangono uniti grazie al loro collegamento metallico. Come prodotto delle sue interazioni, le sue radio atomiche e l'ordine del suo packaging, il Luthacio finisce per adottare una struttura cristallina esagonale compatta (HCP).

La struttura HCP è l'unica che è nota al Luthecio sotto pressione ambientale. Si dice quindi che si tratti di un metallo monoformico, cioè manca di polimorfi e transizioni di fase sotto altre temperature.

Configurazione elettronica

Configurazione elettronica di Luthacio

La configurazione elettronica di Luthecio è la seguente:

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[Xe] 4f¹⁴ 5 D¹ 6s²

Si noti che i loro orbitali 4F sono completamente pieni di elettroni. Il Luthacio partecipa alle reazioni chimiche usando i loro elettroni di valenza, circa 5d e 6s orbitali.

Questa configurazione ricorda quella di Lantano ([XE] 5D¹ 6s²), metallo D, E per questo ci sono quelli che credono che Lutate condivida una chimica più legata ai metalli di transizione che ai lantanidi. Elettronicamente, Lutocia è una versione più piccola del Lantano, che ha anche tutti i suoi orbitali completi 4F.

Quando il Luthecio reagisce perde i tre elettroni di Valencia dei suoi orbitali 5D¹ e 6s², diventando la luci³⁺.

Proprietà LUTECIO

Aspetto fisico

Metallo bianco argento, che si oscura quando viene lentamente ossidato. È caratterizzato da essere molto denso e duro.

Numero atomico

71

Massa molare

174.97 g/mol

Punto di fusione

1652 ºC

Punto di ebollizione

3402 ºC

Densità

A temperatura ambiente: 9.841 g/cm³

Proprio al punto di fusione: 9.3 g/cm³

Calore di fusione

22 kJ/mol

Calore di vaporizzazione

414 kJ/mol

Capacità calorica molare

26.86 kJ/mol · K

Stati di ossidazione

LutCio è in grado di formare composti con i seguenti stati di ossidazione: 0, +1 (LU⁺), +2 (Lu²⁺) e +3 (Lu³⁺), essendo quest'ultimo lontano il più comune e stabile di tutti. Pertanto, quasi tutti i composti di Luthate contengono la Lu cation³⁺, Formando complessi o interagendo elettrostaticamente con altri anioni.

Elettronegatività

1.27 sulla scala Pauling.

Energie di ionizzazione

Primo: 523.5 kJ/mol

Secondo: 1340 kJ/mol

Terzo: 2022.3 kJ/mol

Ordine magnetico

Paramagnetico. Diventa comunque superconduttore a una temperatura di 0.022 K, e sotto una pressione di 45 kilobares.

Reattività

Chimicamente, Lutocia mantiene una stretta somiglianza con lo scandio e l'itirium, formando cationi Lu³⁺ i cui composti e soluzioni solide sono, per lo più, incolori. Questa particolarità contraddice il resto dei Lantanidi, che di solito producono soluzioni molto colorate e fluorescenti.

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La reattività del liuto può anche essere confrontata con quella del calcio e del magnesio, quindi è facilmente sciolta in acidi diluiti; come l'acido cloridrico, per produrre luthacio cloruro, Lucl₃.

Applicazioni

Remover di gas

Luthacio ossido, lu₂O₃, È un buon assorbente umidità e anidride carbonica, quindi la sua polvere viene utilizzata per rimuovere questi gas da alcuni scomparti.

Catalisi dell'olio

Il lu₂O₃ Viene utilizzato per preparare catalizzatori che accelerano il cracking degli idrocarburi di petrolio.

Catalisi organica

Lutate triflato è usato nella sintesi organica come catalizzatore nei media acquosi, con il vantaggio di distribuire con solventi organici e rendere le reazioni più ecologiche.

Dopante

Il lu₂O₃ E ioni luci³⁺ Sono usati come Dapan per vetro, ceramiche, granati e leghe. Ad esempio, il granato di alluminio e Lutecio (Luag) viene usato come fosforo blu.

Sul lato della ceramica, l'Oxyorosilicato de Lotecio (LSO) viene utilizzato nei rilevatori delle tomografie di emissione di positroni. Grazie a questo materiale è possibile ottenere immagini 3D dell'attività cellulare dei pazienti sottoposti a queste analisi.

Datazione

Il decadimento radioattivo dell'isotopo ¹⁷⁶Lu è usato fino ad oggi i meteoriti presenti sulla Terra.

Medicinale

L'isotopo radioattivo ¹⁷⁷Lu, preparato dai neutroni che bombardano da ¹⁷⁶Lu, una molecola organica è coordinata (¹⁷⁷Lu-dotateate) per focalizzare la sua azione radioattiva sui tumori neuroendocrini o nel trattamento del carcinoma della prostata. Questa è forse l'applicazione più promettente per Lutocia.

Ottenimento

Lutcita è il meno abbondante di Lantanids. Non c'è minerale contenente una concentrazione sopra 0.1% per questo metallo. Questo è il motivo per cui viene estratto da molti minerali delle terre rare, come l'euxenite, Xenotima, le argille lateritiche e il monacite, essendo un prodotto secondario dell'elaborazione degli altri Lantanidi.

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Questi minerali si dissolvono in acido solforico, la cui soluzione viene quindi trattata con ossalato di ammonio per precipitare diversi ossalati, che vengono riscaldati per trasformarsi nei loro ossidi metallici. Quindi, gli ossidi si dissolvono con acido nitrico, lasciando l'esterno dell'ossido di collina, che è insolubile in questo acido.

La nuova soluzione è miscelata con nitrato di ammonio per formare un insieme di due sali, per perfezionare e separarsi attraverso la cromatografia a scambio ionico o cristallizzazioni frazionarie usando diversi solunti. Pertanto, gli ioni sono separati³⁺ Come Haluros Anhydros.

Lutocia è ottenuto riducendo i suoi alogenuri con calcio:

2 Lucl₃ + 3 Ca → 2 Lu + 3 ictus₂

Isotopi

Luthate è presentato in natura come due isotopi: ¹⁷⁵Lu e ¹⁷⁶Lu, la cui rispettiva abbondanza è 97.4% e 2.6%. Lui ¹⁷⁶Lu è radioattivo, ma è T_1/2 È 3.76 · 10¹⁰ anni, quindi le loro emissioni beta sono innocue per coloro che lavorano con campioni o sali di Luthacio.

El Luthacio, a parte ¹⁷⁶Lu, ha altri 33 radioisotopi artificiali, di cui il ¹⁷⁷Lu è il più famoso e utile e il ¹⁵⁰Lu il più instabile, con a T_1/2 di circa 45 millisecondi. Le masse atomiche di questi radioisotopi sono tra 150 e 184 U.

Riferimenti

1. SHIVER & ATKINS. (2008). Chimica inorganica. (quarta edizione). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Lutium. Recuperato da: in.Wikipedia.org
3. I redattori di Enyclopedia Britannica. (2020). Lutium. Recuperato da: Britannica.com
4. Dottore. Doug Stewart. (2020). Fatti di elementi di lutetium. Recuperato da: Chemicool.com
5. Simon Cotton. (26 maggio 2009). Lutium. Chimica nei suoi elementi. Recuperato da: Chemistryworld.com