Štruktúra LutoCio, vlastnosti, použitia, získanie

On Lutecio Je to lantanidový kov, vzácnej zeme alebo bloku F periodickej tabuľky, ktorej chemický symbol je lu. Je to najhustejšie, ťažké, vzácne, drahé a ťažko z Lantanidov, ako je na konci svojej série. Tieto vlastnosti sú spôsobené skutočnosťou, že ich atómy sú menšie, rovnako ako ich ióny³⁺, Z dôvodu kontrakcie latanidu.

Aj keď jeho fyzikálne vlastnosti môžu byť vynikajúce, pravdou je, že je chemicky veľmi podobná zvyšku svojich lantániových náprotivkov. Dôsledkom toho je, že Luthacio bol posledným z Lantanidov, ktorí sa objavili, izolovali a vyrobili.

Kovová vzorka a ultra -apoucio. Zdroj: Hi-Res Obrázky chemických prvkov, CC po 3.0, cez Wikimedia Commons

Rok jeho objavu sa datuje do roku 1907, produkt nezávislých diel troch vedcov: Francúz Georges Ubain, rakúsky Carl Welsbach a American Charles James. Najväčší kredit sa však pripisuje Georgesovi Urbainovi, ktorý tento kov pokrstil menom „Lotec“ „Lutetia“, latinský názov Paríža. Až v roku 1953 sa získala prvá čistá vzorka kovového luthacio.

Aplikácie Luthate dnes pokračujú vo vývoji, nájdenie miesta ako doponte pre rôzne materiály a ako aktívne činidlo pri liečbe rakoviny.

[TOC]

Štruktúra

Luthate atómy zostávajú zjednotené vďaka svojmu kovovému odkazu. Ako produkt jeho interakcií, jeho atómových rádií a poradia jeho balenia, Luthacio nakoniec prijme kompaktnú šesťuholníkovú kryštalickú štruktúru (HCP).

Štruktúra HCP je jediná, ktorá je známa Luthecio pod okolitým tlakom. Preto sa hovorí, že ide o monoformický kov, to znamená, že mu chýbajú polymorfy a fázové prechody pri iných teplotách.

Elektronická konfigurácia

Elektronická konfigurácia Luthacio

Elektronická konfigurácia Luthecio je nasledovná:

Môže vám slúžiť: ISOBUTIL: Nomenklatúra, školenie, štruktúra a vlastnosti

[Xe] 4f¹⁴ 5 D¹ 6s²

Všimnite si, že ich orbitály 4F sú úplne plné elektrónov. Luthacio sa podieľa na chemických reakciách pomocou svojich valenčných elektrónov, okolo 5D a 6S orbitálov.

Táto konfigurácia si pamätá konfiguráciu Lantana ([XE] 5D¹ 6s²), kov d, A preto existujú tí, ktorí sa domnievajú, že Luthate zdieľa chémiu viac súvisiacu s prechodnými kovmi ako s lanthanidmi. Elektronicky je Luthacio menšou verziou Lantana, ktorá má tiež všetky svoje 4F plné orbitály.

Keď Luthecio reaguje, stratí tri elektróny Valencie svojich 5D orbitálov¹ a 6s², stať sa Lu katión³⁺.

Vlastnosti LutoCio

Fyzický vzhľad

Strieborný biely kov, ktorý stmaví, keď je pomaly oxidovaný. Vyznačuje sa tým, že je veľmi hustý a tvrdý.

Atómové číslo

71

Molárna hmota

174.97 g/mol

Bod topenia

1652 ° C

Bod varu

3402 ° C

Hustota

Pri izbovej teplote: 9.841 g/cm³

Priamo v bode topenia: 9.3 g/cm³

Fúzne teplo

22 kj/mol

Odparovanie

414 kj/mol

Molárna kalikára

26.86 kJ/mol · k

Oxidačné stavy

Luthacio je schopný tvoriť zlúčeniny s nasledujúcimi oxidačnými stavmi: 0, +1 (Lu⁺), +2 (lu²⁺) a +3 (lu³⁺), keď je posledným zďaleka najbežnejším a najstabilnejším zo všetkých. Preto takmer všetky zlúčeniny Luthate obsahujú Lu katión³⁺, Buď tvoriace komplexy, alebo elektrostaticky interagujú s inými aniónmi.

Elektronegativita

1.27 v Pauling Scale.

Ionizačné energie

Najprv: 523.5 kJ/mol

Po druhé: 1340 kj/mol

Tretie: 2022.3 kJ/mol

Magnetický poriadok

Paramagnetický. Stáva sa však supravodičom pri teplote 0.022 K a pod tlakom 45 kilobárov.

Reaktivita

Chemicky, Luthacio udržuje úzku podobnosť so škandílom a Ititrium, tvoriacim katión Lu³⁺ ktorých pevné zlúčeniny a roztoky sú väčšinou bezfarebné. Táto zvláštnosť je v rozpore s ostatnými lantanidmi, ktoré zvyčajne produkujú veľmi farebné a fluorescenčné roztoky.

Môže vám slúžiť: Dekantačný lievik

Reaktivita lute sa dá porovnávať aj s reaktivitou vápnika a horčíka, takže sa ľahko rozpustí v zriedených kyselinách; ako je kyselina chlorovodíková, na výrobu chloridu Luthacio, LUCL₃.

Žiadosti

Odstraňovač plynu

Oxid Luthacio, Lu₂Ani₃, Je to dobrá absorpcia vlhkosti a oxid uhličitý, takže jeho prach sa používa na odstránenie týchto plynov z niektorých priehradiek.

Katalýza ropy

Luk₂Ani₃ Používa sa na prípravu katalyzátorov, ktoré urýchľujú praskanie ropných uhľovodíkov.

Organická katalýza

Luthate triflato sa používa v organickej syntéze ako katalyzátor vo vodnom médiu, ktorý má výhodu výdajov s organickými rozpúšťadlami a zvyšuje sa ekologické reakcie.

Dopante

Luk₂Ani₃ A Lu ióny³⁺ Používajú sa ako Dapans na sklo, keramiku, granáty a zliatiny. Napríklad hliník a lutecio granát (LUAG) sa používajú ako modrý fosfor.

Na strane keramiky sa v detektoroch pozitrónových emisných tomografie používa oxyortosilikato de lotoCio (LSO). Vďaka tomuto materiálu je možné získať 3D obrazy bunkovej aktivity pacientov podstupujúcich tieto analýzy.

Datovanie

Rádioaktívny rozklad izotopu ¹⁷⁶LU sa používa do dnešného dňa meteoritov prítomných na Zemi.

Liek

Rádioaktívny izotop ¹⁷⁷Lu, pripravený bombardovaním neutrónov z ¹⁷⁶Lu, organická molekula je koordinovaná (¹⁷⁷Lu-DotateA) zamerať svoj rádioaktívny účinok na neuroendokrinné nádory alebo na liečbu rakoviny prostaty. Toto je možno najsľubnejšia aplikácia pre Luthacio.

Získanie

Luthacio je najmenej hojné z lantanidov. Neexistuje žiadny minerál obsahujúci koncentráciu nad 0.1% pre tento kov. Preto sa extrahuje z mnohých minerálov vzácnych zemín, ako je euxenit, xenotima, lateritické íly a monacita, ktoré sú sekundárnym produktom spracovania ostatných lantanidov.

Môže vám slúžiť: benzimidazol (C7H6N2): História, štruktúra, výhody, nevýhody

Tieto minerály sa rozpúšťajú v kyseline sírovej, ktorej roztok sa potom ošetrí oxalátom amónneho, aby sa vyzrážal niekoľko oxalátov, ktoré sa zahrievajú na transformáciu na ich oxidy kovov. Potom sa oxidy rozpustia s kyselinou dusičnou a opúšťajú oxid kopca vonku, ktorý je v tejto kyseline nerozpustný.

Nový roztok sa zmieša s dusičnanom amónny za vzniku súboru dvojitých soli, aby sa konečne vylepšila a oddelila chromatografiami iónov alebo frakčných kryštalizácií pomocou niekoľkých rozpúšťadiel. Preto sú ióny Lu oddelené³⁺ Ako haluros anhydros.

Luthacio sa získa znížením svojich halogenidov vápnikom:

2 Lucl₃ + 3 CA → 2 Lu + 3 zdvih₂

Izotopy

Luthate je v prírode prezentovaný ako dva izotopy: ¹⁷⁵Lu a ¹⁷⁶Lu, ktorého príslušná hojnosť je 97.4% a 2.6%. On ¹⁷⁶Lu je rádioaktívny, ale jej tón_1/2 Je 3.76,10¹⁰ roky, takže ich emisie beta sú neškodné pre tých, ktorí pracujú so vzorkami alebo soľami Luthacio.

El Luthacio, okrem ¹⁷⁶Lu, má ďalších 33 umelých rádioizotopov, z ktorých ¹⁷⁷Lu je najslávnejšia a najužitočnejšia a ¹⁵⁰Lu najstabilnejší, s a tón_1/2 z asi 45 milisekúnd. Atómové masy týchto rádioizotopov sú medzi 150 a 184 u.

Odkazy

1. Triasť a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Luk. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
3. Redaktori Enyclopaedia Britannica. (2020). Luk. Získané z: Britannica.com
4. DR. Doug Stewart. (2020). Fakty o elementoch Lutetium. Získané z: Chemicool.com
5. Simon Cotton. (26. mája 2009). Luk. Chémia vo svojich prvkoch. Získané z: Chemistryworld.com