ธาตุหายากที่มีมนต์ขลัง: ลูเทเทียม

ลูทีเทียมเป็นธาตุหายากที่มีราคาสูง มีปริมาณสำรองน้อย และมีการใช้อย่างจำกัด มันนิ่มและละลายได้ในกรดเจือจาง และสามารถทำปฏิกิริยากับน้ำได้ช้าๆ

ไอโซโทปที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ได้แก่ 175Lu และครึ่งชีวิต 2.1 × 10 ^ 10 ปี β Emitter 176Lu ทำโดยการลดลูเทเทียม (III) ฟลูออไรด์ LuF ∨ · 2H ₂ O ด้วยแคลเซียม

การใช้งานหลักคือเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการแตกร้าวของปิโตรเลียม อัลคิเลชัน ไฮโดรจิเนชัน และปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน นอกจากนี้ Lutetium tantalate ยังสามารถใช้เป็นวัสดุของผงเรืองแสงเอ็กซ์เรย์ได้อีกด้วย 177Lu ซึ่งเป็นนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีสามารถใช้ในการฉายรังสีรักษาเนื้องอกได้

การค้นพบประวัติศาสตร์

ค้นพบโดย: G. Urban

ค้นพบในปี 1907

ลูเทเทียมถูกแยกออกจากอิตเทอร์เบียมโดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส Ulban ในปี 1907 และยังเป็นธาตุหายากที่ค้นพบและยืนยันในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ชื่อละตินของ lutetium มาจากชื่อโบราณของกรุงปารีส ประเทศฝรั่งเศส ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของเมือง Urban การค้นพบลูทีเซียมและยูโรเพียมธาตุหายากอีกชนิดหนึ่ง ถือเป็นการค้นพบธาตุหายากทั้งหมดที่มีอยู่ในธรรมชาติ การค้นพบของพวกเขาถือได้ว่าเป็นการเปิดประตูที่สี่สู่การค้นพบธาตุหายากและเสร็จสิ้นขั้นตอนที่สี่ของการค้นพบธาตุหายาก

การกำหนดค่าอิเล็กตรอน

การเตรียมการทางอิเล็กทรอนิกส์:

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

โลหะลูทีเซียม

ลูเทเทียมเป็นโลหะสีขาวเงิน ซึ่งเป็นโลหะที่แข็งที่สุดและหนาแน่นที่สุดในบรรดาธาตุหายาก จุดหลอมเหลว 1,663 ℃ จุดเดือด 3395 ℃ ความหนาแน่น 9.8404 ลูเทเทียมค่อนข้างเสถียรในอากาศ ลูเทเทียมออกไซด์เป็นผลึกไม่มีสีที่ละลายในกรดเพื่อสร้างเกลือที่ไม่มีสีที่สอดคล้องกัน

ความแวววาวของโลหะหายากของลูทีเซียมอยู่ระหว่างเงินและเหล็ก ปริมาณสารเจือปนมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติ ดังนั้นจึงมักมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติทางกายภาพในวรรณคดี

โลหะอิตเทรียม แกโดลิเนียม และลูทีเซียมมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงและสามารถรักษาความมันวาวของโลหะได้เป็นเวลานาน

แอปพลิเคชัน

เนื่องจากปัญหาในการผลิตและราคาที่สูง ลูทีเซียมจึงนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้น้อย คุณสมบัติของลูทีเซียมไม่แตกต่างจากโลหะแลนทาไนด์อื่นๆ มากนัก แต่ปริมาณสำรองของมันค่อนข้างน้อยกว่า ดังนั้นในหลายสถานที่ โลหะแลนทาไนด์ชนิดอื่นๆ จึงมักใช้แทนลูทีเซียม

ลูเทเทียมสามารถใช้ทำโลหะผสมพิเศษบางชนิดได้ เช่น อะลูมิเนียมอัลลอยด์ลูเทเทียมสามารถใช้ในการวิเคราะห์การกระตุ้นนิวตรอนได้ ลูเทเทียมยังสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาการแตกร้าวของปิโตรเลียม อัลคิเลชัน ไฮโดรจิเนชัน และปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน นอกจากนี้ การเติมลูทีเซียมในผลึกเลเซอร์บางชนิด เช่น โกเมนอะลูมิเนียมอิตเทรียม สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเลเซอร์และความสม่ำเสมอของแสงได้ นอกจากนี้ ลูทีเซียมยังสามารถใช้สำหรับฟอสเฟอร์ได้: ลูเทเทียมแทนทาเลตเป็นวัสดุสีขาวที่มีขนาดกะทัดรัดที่สุดที่รู้จักในปัจจุบัน และเป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับฟอสเฟอร์จากรังสีเอกซ์

177Lu เป็นนิวไคลด์กัมมันตรังสีสังเคราะห์ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการฉายรังสีรักษาเนื้องอกได้

ลูทีเซียมออกไซด์เจือคริสตัลลูเทเซียมซิลิเกตซีเรียมอิตเทรียม