عنصر خاکی کمیاب جادویی: لوتتیوم

لوتتیومیک عنصر خاکی کمیاب با قیمت بالا، ذخایر کم و کاربرد محدود است. نرم و محلول در اسیدهای رقیق است و می تواند به آرامی با آب واکنش دهد.

ایزوتوپ های طبیعی شامل 175Lu و نیمه عمر 2.1 × 10 ^ 10 سال β Emitter 176Lu هستند. با کاهش فلوراید لوتسیم (III) LuF ∨ · 2H 2 O با کلسیم ساخته می شود.

استفاده اصلی به عنوان یک کاتالیزور برای واکنش های ترک خوردگی نفت، آلکیلاسیون، هیدروژناسیون و پلیمریزاسیون است. علاوه بر این، لوتتیوم تانتالات همچنین می تواند به عنوان ماده پودر فلورسنت اشعه ایکس استفاده شود. 177Lu، یک رادیونوکلئید، می تواند برای پرتودرمانی تومورها استفاده شود.

کشف تاریخ

کشف شده توسط: G. Urban

در سال 1907 کشف شد

لوتتیوم توسط شیمیدان فرانسوی اولبان در سال 1907 از ایتربیوم جدا شد و همچنین یک عنصر خاکی کمیاب بود که در اوایل قرن بیستم کشف و تایید شد. نام لاتین لوتتیوم از نام باستانی پاریس، فرانسه، که زادگاه شهر اوربان است، گرفته شده است. کشف لوتسیم و یکی دیگر از عناصر خاکی کمیاب یوروپیوم، کشف تمام عناصر خاکی کمیاب موجود در طبیعت را تکمیل کرد. کشف آنها را می توان گشودن دروازه چهارم برای کشف عناصر کمیاب خاکی و تکمیل مرحله چهارم کشف عناصر کمیاب دانست.

پیکربندی الکترون

ترتیبات الکترونیکی:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d1

فلز لوتتیوم

لوتتیوم یک فلز سفید نقره ای است که سخت ترین و متراکم ترین فلز در میان عناصر کمیاب خاکی است. نقطه ذوب 1663 ℃، نقطه جوش 3395 ℃، چگالی 9.8404. لوتتیوم در هوا نسبتاً پایدار است. اکسید لوتسیم یک کریستال بی رنگ است که در اسیدها حل می شود و نمک های بی رنگ مربوطه را تشکیل می دهد.

درخشش فلزی خاکی کمیاب لوتتیوم بین نقره و آهن است. محتوای ناخالصی تأثیر قابل توجهی بر خواص آنها دارد، بنابراین اغلب تفاوت های قابل توجهی در خواص فیزیکی آنها در ادبیات وجود دارد.

فلزات ایتریم، گادولینیوم و لوتسیم دارای مقاومت در برابر خوردگی قوی هستند و می توانند درخشش فلزی خود را برای مدت طولانی حفظ کنند.

برنامه

به دلیل مشکلات تولید و قیمت بالا، لوتیتیم کاربرد تجاری کمی دارد. خواص لوتتیوم تفاوت قابل توجهی با سایر فلزات لانتانید ندارد، اما ذخایر آن نسبتاً کوچکتر است، بنابراین در بسیاری از جاها معمولاً از فلزات لانتانید دیگر برای جایگزینی لوتسیم استفاده می شود.

از لوتسیم می توان برای ساخت برخی آلیاژهای خاص استفاده کرد، مانند آلیاژ آلومینیوم لوتتیوم می تواند برای تجزیه و تحلیل فعال سازی نوترون استفاده شود. لوتتیوم همچنین می تواند به عنوان یک کاتالیزور برای واکنش های ترک خوردگی نفت، آلکیلاسیون، هیدروژناسیون و پلیمریزاسیون استفاده شود. علاوه بر این، دوپینگ لوتتیوم در برخی از کریستال های لیزر مانند گارنت آلومینیوم ایتریوم می تواند عملکرد لیزر و یکنواختی نوری آن را بهبود بخشد. علاوه بر این، لوتسیم همچنین می تواند برای فسفر استفاده شود: لوتسیم تانتالات فشرده ترین ماده سفید شناخته شده در حال حاضر است و یک ماده ایده آل برای فسفرهای اشعه ایکس است.

177Lu یک رادیونوکلئید مصنوعی است که می تواند برای پرتودرمانی تومورها استفاده شود.

اکسید لوتسیمکریستال سیلیکات سریم ایتریم لوتتیوم دوپ شده