Lutetium

Lutetium (Lu), chemisches Element, ein Seltenerdmetall der Lanthanidenreihe des Periodensystems, das das dichteste und höchstschmelzende Seltenerdmetall und das letzte Mitglied der Lanthanidenreihe ist.

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118 Namen und Symbole des Periodensystems Quiz

Das Periodensystem setzt sich aus 118 Elementen zusammen. Wie gut kennst du ihre Symbole? In diesem Quiz werden dir alle 118 chemischen Symbole gezeigt, und du musst den Namen des chemischen Elements wählen, für das jedes Symbol steht.

In seiner reinen Form ist Lutetium silberweiß und an der Luft stabil. Das Metall löst sich leicht in verdünnten Säuren – mit Ausnahme von Flusssäure (HF), in der sich eine Schutzschicht aus LuF3 auf der Oberfläche bildet, die eine weitere Auflösung des Metalls verhindert. Das Metall ist von 0 K (-273 °C oder -460 °F) bis zu seinem Schmelzpunkt bei 1.936 K (1.663 °C oder 3.025 °F) paramagnetisch mit einer temperaturunabhängigen magnetischen Suszeptibilität zwischen etwa 4 und 300 K (-269 und 27 °C oder -452 und 80 °F). Es wird supraleitend bei 0,022 K (-273,128 °C oder -459,63 °F) und einem Druck von mehr als 45 Kilobar.

Lutetium wurde 1907-08 von dem österreichischen Chemiker Carl Auer von Welsbach und Georges Urbain entdeckt, die unabhängig voneinander arbeiteten. Urbain leitete den Namen für das Element von Lutetia, dem altrömischen Namen für Paris, ab, um seine Heimatstadt zu ehren. Der Name Lutetium setzte sich weithin durch, außer in Deutschland, wo es bis in die 1950er Jahre allgemein Cassiopeium genannt wurde. Lutetium ist eine der seltensten Seltenen Erden und kommt in Seltenerdmineralien wie Laterit, Xenotim und Euxenit vor. Obwohl Lutetium nur in Spuren (weniger als 0,1 Gewichtsprozent) in den kommerziell wichtigen Mineralien Bastnasit und Monazit vorkommt, hat es sich als machbar erwiesen, das Metall als Nebenprodukt zu gewinnen. Lutetium findet sich auch in den Produkten der Kernspaltung.

Natürliches Lutetium besteht aus zwei Isotopen: dem stabilen Lutetium-175 (97,4 Prozent) und dem radioaktiven Lutetium-176 (2,6 Prozent, 3,76 × 1010 Jahre Halbwertszeit). Das radioaktive Isotop wird zur Bestimmung des Alters von Meteoriten im Vergleich zu dem der Erde verwendet. Neben Lutetium-176 sind, abgesehen von den Kernisomeren, 33 weitere radioaktive Isotope des Lutetiums bekannt. Ihre Masse reicht von 150 bis 184; das am wenigsten stabile Isotop (Lutetium-150) hat eine Halbwertszeit von 45 Millisekunden, das stabilste Isotop ist Lutetium-176.

Die Trennung und Reinigung erfolgt durch Flüssig-Flüssig-Extraktion oder Ionenaustauschverfahren. Das Metall wird durch metallothermische Reduktion der wasserfreien Halogenide durch Alkali- oder Erdalkalimetalle hergestellt. Lutetium ist monomorph und hat eine dicht gepackte hexagonale Struktur mit a = 3,5052 Å und c = 5,5494 Å bei Raumtemperatur.

Lutetium wird in der Forschung verwendet. Seine Verbindungen werden als Träger für Szintillatoren und Röntgenleuchtstoffe verwendet, und das Oxid wird in optischen Linsen eingesetzt. Das Element verhält sich wie eine typische Seltene Erde und bildet eine Reihe von Verbindungen in der Oxidationsstufe +3, wie Lutetiumsesquioxid, -sulfat und -chlorid.