Лютеций

Лютеций – химический элемент третьей группы, шестого периода (по-старому располагался в третьей группе, побочной подгруппе) периодической системы Менделеева. Свое название данный элемент получил от одного из первых своих открывателей, французского ученого Жоржа Урбена. Тот, в свою очередь, прозвал элемент в честь Парижа (с латинского Lutetia Parisorum переводится как Париж). Лютеций имеет атомный номер 71 и по классификации входит в группу лантаноидов. Символ данного элемента – Lu.

Изотопы

Лютеций природного происхождения образуют всего два изотопа, таких как ¹⁷⁵Lu и ¹⁷⁶Lu. Первый же из них весьма стабилен, а вот ¹⁷⁶Lu склонен к бета-распаду, однако, продолжительность его жизни велика. С распадом ¹⁷⁶Lu делится до стабильного ¹⁷⁶Hf. Применение данного радиоактивного изотопа широко в лютеций-гафниевом методе (или в радиоизотопном датировании).

Также, в лабораториях искусственно выведен ряд изотопов лютеция от ¹⁵⁰Lu до ¹⁸⁴Lu. Немногие из них находятся в состоянии метастабильности.

Распространение в природе данного элемента совсем не велико:

• В морской воде – 0,0000012 мг/л;
• В земной коре – всего-лишь 0,00008 % по массе.

Главными для промышленности по своей важности минералами лютеция считают бастнезит, ксенотим и эвксенит.

Лютеций является редчайшим земельным металлом за счет сложности в выделении из смеси других редкоземельных элементов и своей ограниченности в пользовании. Именно из-за этого его цена на бирже металлов настолько велика, что его относят к самому дорогостоящему металлу среди всех подобных ему.

Физические свойства лютеция

• Серебрено-белый окрас;
• Легко поддаваемый механическому воздействию;
• Самый тяжелый и большой по плотности среди своих сородичей;
• Температура плавления — 1663 °C (наиболее высокий показатель среди температур плавления для редких земельных элементов);
• Температура кипения — 3395 °C;
• Имеет наименьшие радиусы: как ионный, так и атомный.

Химические свойства данного элемента

В комнатных условиях температуры и на воздухе затягивается оксидной пленкой (весьма упругой). При нагреве до температуры 400 °C поддается окислению.

Также, при нагревании данный элемент реагирует с галогенами, серой и прочими представителями класса неметаллов.

Взаимодействуя с неорганическими кислотами, лютеций порождает соли. В процессе выпаривания растворимых в воде солей лютеция (к примеру, хлоридов, сульфатов и т.д.) формируются кристаллогидраты.

В реакции взаимодействия растворов солей с плавиковой кислотой (HF) получается осадок фторида лютеция, который мало растворим в воде. Полученное соединение может образоваться и при реакциях оксида лютеция с фтороводородом (газ) или самим фтором.

При гидролизе солей лютеция, растворимых в воде, получается его гидроксид.

Аналитически лютеций можно определить фотометрическим методом, при этом используется реагент ализариновый красный С.

Применение

Широкое применение находит во многих областях и служит надежным помощником:

1. Как носчик информации (в ход идут феррогранаты, допированные лютецием);
2. Как материал для лазерной промышленности (генерируемое соединениями лютеция и гольмием/тулием излучение является отличным источником для создания лазеров в военной и медицинской сферах);
3. Как материал в магнитной области;
4. В жаропрочной проводимой керамике (используемое соединение — хромит лютеция);
5. В ядерной физике;
6. В энергетике;
7. В физике элементарных частиц;
8. Для регулировки свойств гиперпроводящих металлооксидных керамик;
9. В металлургии.

Известно и то, что при легировании лютецием некоторых из жаростойких материалов и сплавов на хромоникелевой основе в разы вырастает их износоустойчивость.

В своей биологической роли для человека или других живых организмов лютеций не столь известен. Растворимые им соли являются малотоксичными соединениями.