Lutetium, het element
Lutetium is een scheikundig element met symbool Lu enatoomnummer 71. Het is een zilverwit lanthanide. Onafhankelijk van elkaar is lutetium in 1907 ontdekt door Georges Urbain en Carl Auer von Welsbach. Ze troffen het element aan als verontreiniging in het mineraal ytterbia, waarvan men dacht dat het honderd procent uit ytterbiumverbindingen bestond. Urbain beschreef het isolatieproces als eerste en wordt beschouwd als ontdekker van lutetium. Zelf noemde hij het element neoytterbium, maar dat werd in 1949 veranderd in lutetium. De naam lutetium is afgeleid van de Latijnse naam voor Parijs, namelijk Lutetia.Plaats van het element lutetium in het periodiek systeem
Het is het laatste, zwaarste en hardste element van de lanthanidereeks. Het heeft drie valentie-elektronen en vormt driewaardige Lu3+ ionen.algemene eigenschappen van het element lutetium
| Naam | Symbool | Atoomnummer | Groep | Periode | Blok | Reeks | Kleur |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Lutetium | Lu | 71 | Scandiumgroep | Periode 6 | F-blok | Lanthaan, Cerium Neodymium, Praseodymium Promethium, Samarium Europium, Gadolinium Terbium, Dysprosium Holmium, Erbium Thulium, Ytterbium Lutetium. | Zilverwit |
De chemische eigenschappen van het element lutetium
| Atoommassa (u) | Elektronenconfiguratie | Oxidatietoestanden | Elektronegativiteit (Pauling) | Atoomstraal (pm) | ionisatiepotentiaal (kJ•mol−1) |
|---|---|---|---|---|---|
| 175 | [Xe]4f14 5d1 6s2 | +3 | 1,27 | 172 | 1e 524 2e 1341 3e 2022 |
De fysische eigenschappen van het element lutetium
| Dicht heid (kg•m−3) | Smelt punt (K) | Kook punt (K) | Aggre gatie toestand | Smelt warmte (kJ/mol) | Verdamp ings warmte (kJ/mol) | Speci fieke warmte (J/kg.K) | Elek trische weerstand (μΩcm) | Warmte geleiding (W/m.K) | Kristal structuur |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 9840 | 1936 | 3670 | Vast | 19,2 | 428 | 150 | 79 | 16,4 | Hexagonaal |
De isotopen van lutetium
In de natuur is lutetium 175Lu de enige stabiele isotoop. In totaal zijn er 33 radioactieve isotopen waarvan 176Lu als gevolg van de lange halveringstijd nog op aarde nog voorkomt. 174Lu en 173Lu hebben een halveringstijd van respectievelijk 3,31 en 1,37 jaar. De overige radioisotopen hebben halveringstijden van enkele dagen of minder.De stabielste isotopen van lutetium
| Isotoop | RA(%) | Halveringstijd | Verval | VE(MeV) | Vervalproduct |
|---|---|---|---|---|---|
| 173Lu | Synthetisch | 1,37 jaar | EV | !,3 | 173Yb |
| 174Lu | Synthetisch | 3,31 jaar | EV | 1,37 | 174Yb |
| 175Lu | 97,4 | Stabiel met 104 neutronen | [/TD][TD] | [/TD] | |
| 2,59 | 3,78x10↑10 jaar | β- | 1,19 | 176Hf |
Een stuk lutetium metaal / Voorkomen en productie van lutetium
lutetium is het schaarste natuurlijke element in de aardkorst. Als vrij element komt het niet voor. Lanthanide ertsen bevattende bevatten zeer lage concentraties lutetium. Het isoleren van lutetium is een moeilijk proces waarbij watervrij lutetium(111)chloride of -fluoride wordt gereduceerd met calcium. Lutetium wordt tegenwoordig verkregen uit monazite-erts((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4), dat rijk is aan zeldzame metalen.Toepassingen van lutetium
Lutetium isoleren is kostbaar en daarom sporadisch gebruikt:- Lutetium kan worden gebruikt als legeringselement in metaallegeringen.
- Gebruikt voor alkylerisatie, polymerisatie en hydrogenatie.
- Gebruikt voor bestraling van kanker met kunstmatige radioactief lutetium.
- Gebruikt als katalysator in de olieraffinage.
Invoed lutetium op milieu en volksgezondheid
Over de toxicologische eigenschappen van lutetium is nog weinig bekend. Lutetium in poedervorm is licht brandbaar en kan tot explosies leiden.Gezondheid
Alle zeldzame metalen hebben vergelijkbare eigenschappen. Lutetium wordt nauwelijks in de natuur aangetroffen, omdat het in te kleine hoeveelheden voorkomt. Bij gebruik van lutetium moet er goed geventileerd worden in de werkruimte, omdat de dampen ingeademd kunnen worden en op den duur longembolie kunnen veroorzaken. Wanneer lutetium zich ophoopt in het lichaam kan het de lever beschadigen.
Milieu
Lutetium wordt in het milieu gedumpt,. vooral door bedrijven verwant aan de olie-industrie. Het komt ook in het milieu terecht door weggooien van huishoudelijke apparatuur. Lutetium accumuleert geleidelijk in de grond wat leidt tot toegenomen concentratie in dier en mens via de voedselketen. Bij waterdieren veroorzaakt lutetium schade aan de cellen met negatieve effecten op de voortplanting en werking van het zenuwstelsel.
