יסוד אדמה נדיר קסום: לוטטיום

לוטציוםהוא יסוד אדמה נדיר בעל מחירים גבוהים, עתודות מינימליות ושימושים מוגבלים. הוא רך ומסיס בחומצות מדוללות, ויכול להגיב באיטיות עם מים.

האיזוטופים הטבעיים כוללים את 175Lu וזמן מחצית חיים של 2.1 × 10 ^ 10 שנים, פולט β 176Lu. הוא נוצר על ידי חיזור לוטציום(III) פלואוריד LuF ∨ · 2H₂O עם סידן.

השימוש העיקרי הוא כזרז לפיצוח נפט, אלקילציה, הידרוגנציה ותגובות פולימריזציה; בנוסף, ניתן להשתמש בלוטטיום טנטלט גם כחומר לאבקת פלואורסצנט רנטגן; ניתן להשתמש ב-177Lu, רדיונוקליד, לטיפול בקרינה של גידולים.

גילוי היסטוריה

התגלה על ידי: ג'. אורבן

התגלה בשנת 1907

לוטציום הופרד מאיטביום על ידי הכימאי הצרפתי אולבן בשנת 1907, וגם הוא היה יסוד אדמה נדיר שהתגלה ואושר בתחילת המאה ה-20. השם הלטיני של לוטציום מגיע משמה העתיק של פריז, צרפת, עיר הולדתו של אורבן. גילוי לוטציום ויסוד אדמה נדיר נוסף, אירופיום, השלים את גילוי כל יסודות האדמה הנדירים הקיימים בטבע. ניתן לראות את גילוים כפתיחת השער הרביעי לגילוי יסודות אדמה נדירים והשלמת השלב הרביעי בגילוי יסודות אדמה נדירים.

תצורת אלקטרונים

הסדרים אלקטרוניים:

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

מתכת לוטציום

לוטציום הוא מתכת לבנה כסופה, שהיא המתכת הקשה והצפופה ביותר מבין יסודות אדמה נדירים; נקודת התכה 1663 ℃, נקודת רתיחה 3395 ℃, צפיפות 9.8404. לוטציום יציב יחסית באוויר; תחמוצת לוטציום היא גביש חסר צבע המתמוסס בחומצות ליצירת מלחים חסרי צבע תואמים.

הברק המתכתי האדמה הנדירה של לוטציום נמצא בין כסף לברזל. לתכולת הטומאה יש השפעה משמעותית על תכונותיהם, ולכן לעתים קרובות ישנם הבדלים משמעותיים בתכונותיהם הפיזיקליות בספרות.

למתכות איטריום, גדוליניום ולוטציום יש עמידות חזקה בפני קורוזיה ויכולים לשמור על הברק המתכתי שלהם לאורך זמן.

בַּקָשָׁה

עקב קשיי ייצור ומחירים גבוהים, לולטציום יש שימושים מסחריים מועטים. תכונותיו של לוטציום אינן שונות באופן משמעותי ממתכות לנתנידיות אחרות, אך עתודותיו קטנות יחסית, ולכן במקומות רבים משתמשים בדרך כלל במתכות לנתנידיות אחרות כדי להחליף את לוטציום.

ניתן להשתמש בלוטציום לייצור סגסוגות מיוחדות, כגון סגסוגת אלומיניום לוטציום, המשמשת לניתוח הפעלת נויטרונים. ניתן להשתמש בלוטציום גם כזרז לתגובות פיצוח נפט, אלקילציה, הידרוגנציה ופולימריזציה. בנוסף, סימום לוטציום בגבישי לייזר מסוימים, כגון איטריום אלומיניום גארנט, יכול לשפר את ביצועי הלייזר שלו ואת האחידות האופטית שלו. בנוסף, ניתן להשתמש בלוטציום גם עבור זרחן: לוטציום טנטלט הוא החומר הלבן הקומפקטי ביותר הידוע כיום, והוא חומר אידיאלי עבור זרחן רנטגן.

177Lu הוא רדיונוקליד סינתטי, שניתן להשתמש בו לטיפול בקרינה של גידולים.

תחמוצת לוטציוםגביש סיליקט איטריום לוטטיום סריום מסומם