Luteci

Luteci
71Lu
iterbi ← luteci → hafni Y ↑ Lu ↓ Lr Taula periòdica
Aspecte
Blanc platejat
Propietats generals
Nom, símbol, nombre	Luteci, Lu, 71
Categoria d'elements	Lantànids (de vegades és considerat un metall de transició)
Grup, període, bloc	n/d, 6, d
Pes atòmic estàndard	174,9668(4)
Configuració electrònica	[Xe] 6s2 4f14 5d1 2, 8, 18, 32, 9, 2
Propietats físiques
Fase	Sòlid
Densitat (prop de la t. a.)	9,841 g·cm−3
Densitat del líquid en el p. f.	9,3 g·cm−3
Punt de fusió	1.925 K, 1.652 °C
Punt d'ebullició	3.675 K, 3.402 °C
Entalpia de fusió	ca, 22 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització	414 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar	26,86 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k a T (K) 1.906 2.103 2.346 (2.653) (3.072) (3.663)
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació	3, 2, 1 (òxid bàsic feble)
Electronegativitat	1,27 (escala de Pauling)
Energies d'ionització	1a: 523,5 kJ·mol−1
	2a: 1.340 kJ·mol−1
	3a: 2.022,3 kJ·mol−1
Radi atòmic	174 pm
Radi covalent	187±8 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina	Hexagonal
Ordenació magnètica	Paramagnètic
Resistivitat elèctrica	(t. a.) (poli) 582 nΩ·m
Conductivitat tèrmica	16,4 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica	(t. a.) (poli) 9,9 µm/(m·K)
Mòdul d'elasticitat	68,6 GPa
Mòdul de cisallament	27,2 GPa
Mòdul de compressibilitat	47,6 GPa
Coeficient de Poisson	0,261
Duresa de Vickers	1.160 MPa
Duresa de Brinell	893 MPa
Nombre CAS	7439-94-3
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del luteci
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD 173Lu sin 1,37 a ε 0,671 173Yb 174Lu sin 3,31 a ε 1,374 174Yb 175Lu 97,41% 175Lu és estable amb 104 neutrons 176Lu 2,59% 3,78×1010 a β− 1,193 176Hf

El luteci és un element químic de nombre atòmic 71, el símbol químic del qual és Lu. A pesar de ser un dels elements del bloc d, apareix ben sovint inclòs entre els lantànids, ja que compartix amb aquestes terres rares moltes propietats, sent de fet l'element més difícil d'aïllar de tots, la qual cosa justifica la seva carestia i les relativament poques utilitats que se li han trobat encara.

Característiques i aplicacions

El luteci és un metall trivalent de color blanc platejat resistent a la corrosió i relativament estable en presència d'aire. És l'element més pesat i dur de totes les terres rares.

El metall s'empra com a catalitzador en el craqueig del petroli en les refineries, i en diversos processos químics com alquilació, hidrogenació i polimerització.

Història

El luteci, del llatí Lutetia (primer nom de París), va ser descobert de forma independent el 1907 pel científic francès Georges Urbain i el mineralogista Carol Auer von Welsbach. Ambdós homes van trobar el luteci com a impuresa del mineral iterbi, mentre que el químic suís Jean Charles Galissard de Marignac, i la majoria dels seus col·legues, van prendre com un material pur.

La separació del luteci de l'iterbi de Marignac va ser descrita per primera vegada per Urbain havent prevalgut el nom que aquest li donà al nou element descobert. Urbain va escollir els noms neoiterbi i luteci, mentres que Welsbach va optar per anomenar-los aldebarani i casiopei. El 1949 es va decidir conservar el nom d'iterbi i anomenar al nou element luteci, encara que en el si de la comunitat científica alemanya encara s'empra el nom cassiopium per a l'element 71.

Abundància

Es troba a la natura amb la majoria de la resta de terres rares, però mai en solitari de forma nativa, i és el menys abundant de tots els elements presents en la naturalesa. La principal mena de luteci comercialment explotable és la monzonita (Ce, La, etc.)PO₄ que conté un 0,003% de luteci.

No es va aconseguir obtenir el metall pur fins a finals del segle XX, car és extremadament difícil de preparar. El procediment emprat és l'intercanvi iònic (reducció de LuCl₃ o (LuF₃) anhidre amb metall alcalí o metall alcalinoterri.

Isòtops

El luteci té un isòtop estable, Lu-175, amb una abundància natural del 97,41%. S'han identificat 33 radioisòtops, sent els més estables el Lu-176 amb un període de semidesintegració de 3,78×10¹⁰ anys i abundància natural de 2,59%, el Lu-174 amb 3,31 anys de període de semidesintegració, i el Lu-173 amb un període de semidesintegració d'1,37 anys. La resta d'isòtops radioactius tenen vides mitjanes inferiors a 9 dies i la majoria de menys de mitja hora. El luteci a més, té 18 meta estats, dels que els més estables són el Lum-177, Lum-174 i Lum-178 amb períodes de semidesintegració de 160,4 dies, 142 dies i 23,1 minuts respectivament.

Les masses atòmiques dels isòtops de luteci varien entre les 149,973 uma del Lu-150 fins a les 183,962 uma del Lu-184. El principal mecanisme de desintegració dels isòtops més lleugers que l'estable és la captura electrònica (amb alguns casos de desintegració α) resultant-ne isòtops d'iterbi. Els isòtops més pesats que l'estable es desintegren per mitjà d'emissió beta donant com a resultat isòtops d'hafni.

Precaucions

Igual que amb la resta de terres rares, se suposa que el metall té una baixa toxicitat, no obstant tant el luteci com, especialment, els seus compostos han de manipular-se amb la màxima precaució. Encara que no exerceix cap rol biològic en el cos humà, es creu que estimula el metabolisme.

Enllaços externs

• Sistema periòdic, per Antonio Jiménez (castellà).