Lutetium (Lu), chemisch element, een zeldzaam aardmetaal uit de lanthanidereeks van het periodiek systeem, dat het dichtste en het meest smeltende zeldzame aardmetaal is en het laatste lid van de lanthanidereeks.
In zuivere vorm is het metaal lutetium zilverwit en stabiel in lucht. Het metaal wordt gemakkelijk opgelost in verdunde zuren-uitgezonderd fluorwaterstofzuur (HF), waarin een beschermende laag van LuF3 vormen op het oppervlak en voorkomt het metaal van verdere oplossing. Het metaal is paramagnetisch van 0 K (-273 °C, of -460 °F) tot zijn smeltpunt bij 1.936 K (1.663 °C, of 3.025 °F) met een temperatuuronafhankelijke magnetische susceptibiliteit tussen ongeveer 4 en 300 K (-269 en 27 °C, of -452 en 80 °F). Het wordt supergeleidend bij 0,022 K (-273,128 °C, of -459,63 °F) en een druk van meer dan 45 kilobar.
Lutetium werd in 1907-08 ontdekt door de Oostenrijkse chemicus Carl Auer von Welsbach en Georges Urbain, die onafhankelijk van elkaar werkten. Urbain ontleende de naam voor het element aan Lutetia, de oude Romeinse naam voor Parijs, om zijn geboortestad te eren. De naam lutetium werd algemeen aanvaard, behalve in Duitsland, waar het tot in de jaren 1950 cassiopeium werd genoemd. Lutetium is een van de zeldzaamste zeldzame aarden en komt voor in zeldzame-aardmineralen zoals laterietklei, xenotime en euxeniet. Hoewel lutetium slechts sporen (minder dan 0,1 gewichtspercent) bevat in de commercieel belangrijke mineralen bastnasiet en monaziet, is het haalbaar gebleken om het metaal als bijproduct te extraheren. Lutetium wordt ook gevonden in de producten van kernsplitsing.
Natuurlijk lutetium bestaat uit twee isotopen: stabiel lutetium-175 (97,4 procent) en radioactief lutetium-176 (2,6 procent, 3,76 × 1010-jaar halveringstijd). De radioactieve isotoop wordt gebruikt om de leeftijd van meteorieten ten opzichte van die van de aarde te bepalen. Naast lutetium-176 zijn er nog 33 radioactieve isotopen van lutetium bekend, de nucleaire isomeren niet meegerekend. Ze variëren in massa van 150 tot 184; de minst stabiele isotoop (lutetium-150) heeft een halveringstijd van 45 milliseconden, en de meest stabiele isotoop is lutetium-176.
Scheiding en zuivering worden bereikt door vloeistof-vloeistofextractie of ionenwisselingstechnieken. Het metaal wordt bereid door metallothermische reductie van de watervrije halogeniden door alkali- of alkali-aardmetalen. Lutetium is monomorf en heeft een dichte hexagonale structuur met a = 3,5052 Å en c = 5,5494 Å bij kamertemperatuur.
Lutetium wordt gebruikt in onderzoek. Zijn verbindingen worden gebruikt als gastheer voor scintillatoren en röntgenfosforen, en het oxyde wordt gebruikt in optische lenzen. Het element gedraagt zich als een typische zeldzame aarde en vormt een reeks verbindingen in oxidatietoestand +3, zoals lutetiumsesquioxide, -sulfaat en -chloride.
1,663 °C (3.025 °F)
3.402 °C (6.156 °F)
9.841 (24 °C, of 75 °F)
+3
4f 145d16s2