Lutetium, Lu, Ordnungszahl 71

Allgemeines

Lutetium ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Lu und der Ordnungszahl 71. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der seltenen Erden.
Lutetium wurde 1905 von drei Wissenschaftlern unabhängig voneinander entdeckt: Carl Auer von Welsbach, Charles James und dem Franzosen Georges Urbain, der es nach dem römischen Namen von Paris, Lutetia, benannte. Im deutschen Sprachraum wurde es bis 1949 meist als Cassiopeium (chemisches Zeichen Cp) bezeichnet.
In der Natur kommt Lutetium nur in Verbindungen vor. Lutetiumhaltige Minerale geringer Konzentration sind:
Monazit (Ce,La,Th,Nd,Y)PO4 (Lu-Gehalt < 0,01 %)

Gewinnung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Lutetiumbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Lutetiumfluorid umgesetzt. Anschließend wird dieses mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum metallischen Lutetium reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Besonderheiten

Das silbergraue Metall ist sehr weich, gut dehnbar und schmiedbar. In trockener Luft ist Lutetium recht beständig, in feuchter Luft läuft es grau an. Bei höheren Temperaturen verbrennt es zum Sesquioxid Lu2O3. Mit Wasser reagiert es sehr langsam unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid. In Mineralsäuren löst es sich unter Bildung von Wasserstoff auf.
In seinen Verbindungen liegt es in der Oxidationsstufe +3 vor, die Lu3+-Kationen bilden in Wasser farblose Lösungen.

Verwendung

Lutetium wird in Szintillator-Kristallen fĂĽr die Positronen-Emissions-Tomographie verwendet. Eines der prominentesten Beispiele ist mit Cer dotiertes Lutetiumoxyorthosilicat (LSO). Das Radionuklid 177Lu kann als Therapie gegen neuroendokrine Tumore verwendet werden.
FĂĽr Lutetium wurde bisher noch keine biologische Funktion gefunden.
Lutetium und Lutetiumverbindungen sind gering toxisch. Die Metallstäube sind feuer- und explosionsgefährlich, wie viele andere auch.

Allgemein
Name, Symbol

Ordnungszahl

Lutetium, Lu, 7167
Serie Lanthanoide
Gruppe, Periode, Block La, 6, f
Aussehen silbrig weiĂź
CAS-Nummer 7439-94-3
Massenanteil an der ErdhĂĽlle 0,7 ppm
Atomar
Atommasse 174,967 u
Atomradius 175 pm
Kovalenter Radius 187 pm
Elektronenkonf. [Xe] 4f(14) 5d(1) 6s2
1. Ionisierungsenergie 523,5 KJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1340 KJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2022,3 KJ/mol
Physikalisch
Aggregatszustand fest
Kristallstruktur hexagonal
Dichte 9,84 g/cm3 (25 °C)
Magnetismus paramagnetisch (χm = 0,0)
Schmelzpunkt 1925 K (1652 C)
Siedepunkt 3675 K (3402 C)
Molares Volumen 17,78 * 10(-6)m(3)/mol
Verdampfungswärme 415 KJ/mol
Schmelzwärme 22,0 KJ/mol
Elektrische Leitfähigkeit 1,72*10(6) A/(V*m)
Wärmeleitfähigkeit 16 W/(m*K)
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