Лютеций

(от лат. Lutetia Parisiorum, или Lutetia - Лютеция, назв. Главного города галльского племени паризиев, совр. Париж. Лат. Lutetium) Lu, хим. Элемент III гр. Периодич. Системы, ат. Н. 71, ат. М. 174,967. Относится к редкоземельным элементам (иттриевая подгруппа лантаноидов). Прир. Л. Состоит из двух изотопов 175Lu (97,40%) и 176Lu(2,6%). 176Lu радиоактивен (T1/2 2,4.1010 лет). Конфигурация внеш. Электронной оболочки 4f145s25p65d16s2. Степень окисления +3. Энергия ионизации при последоват. Переходе от Lu0 к Lu3+ составляет 5,4259, 13,9 и 20,9596 эВ. Атомный радиус 0,174 нм, ионный радиус (в скобках указаны координац. Числа) Lu3+ 0,100 нм (6), 0,112 нм (8), 0,117 нм (9). Л. - редкий элемент, его содержание в земной коре менее 8-10 % по массе, в морской воде 1,2.10-6 мг/л.

Вместе с др. РЗЭ содержится в ксенотиме, фергюсоните, эвксените и др. Иттриевых минералах. Осн. Пром. Минералы - ксенотим, эвксенит, бастнезит. Л. - металл серебристо-белого цвета с гексагон. Решеткой типа Mg, а =0,35031 нм, с =0,55509 нм, z = 2, пространств. Группа Р63/ ттс. Т. Пл. Ок. 1660°С, т. Кип. Ок. 3410°С. Рентгеновская плотн. 9,849 г/см 3. С 0p26,5 Дж/(моль. К). DH0 пл 19 кДж/моль, DH0 исп ок. 350 кДж/моль. S029851,1 Дж/(моль. К). Давление пара 3,18 Па (1727°С). Температурный коэф. Линейного расширения 1,25.10-6 К -1. R 6,8.10-7 Ом. М. Коэф. Пуассона 0,233. Легко поддается мех. Обработке. На воздухе Л. Покрывается плотной устойчивой оксидной пленкой, при нагр. До 400 °С окисляется. При повыш. Т-рах взаимод. С галогенами, S и др. Неметаллами. Реагирует с минер.

К-тами. Ниже приводятся сведения о наиб. Важных соед. Л. Оксид (сесквиоксид) Lu2 О 3 - бесцв. Кристаллы с кубич. Решеткой ( а =1,039 нм, z =16, пространств. Группа Iа3). Плотн. 9,424 г/см 3. Кубич. Модификация переходит в моноклинную ( а =1,370 нм, b = 0,3410 нм, с= 0,8425 нм, b = 100,22°, z = 6, пространств. Группа С2/m). Плотн. 10,16 г/см 3. Т. Пл. Ок. 2450°С. С 0p 101,8 Дж/(моль. К). DH0 обр - 1878,2 кДж/моль. S0298 110 Дж/(моль. К). Получают оксид термич. Разложением нитрата, оксалата или др. Соед. Л. Выше 800 °С. Компонент жаропрочной керамики. Трифторид LuF3 - бесцв. Кристаллы с ромбич. Решеткой ( а =0,6145 нм, b =0,6761 нм, с =0,4472 нм, z = 4, пространств. Группа Рпта). При 957 °С переходит в тригон. Модификацию. Т. Пл. 1184°С, т. Кип. Ок. 2230 °С.

Плотн. 8.29 г/см 3. С 0p87,9 Дж/(моль. К). DH0 обр -1673,6 кДж/моль. S0298 96,2 Дж/(моль. К). Не раств. В воде. Образует кристаллогидраты. Получают осаждением из водных р-ров солей Л. При действии фтористоводородной к-ты, м. Б. Также получен взаимод. Lu2O3 с газообразным HF, F2 или NH4HF2, термич. Разложением фтораммонийных комплексов при 400-500°С и др. Используют для получения металлич. Л., фторидных лазерных материалов. Гидроксид Lu(OH)3 получают гидролизом водорастворимых солей Л. Щелочами (рН начала осаждения ~ 6). Водорастворимые соли Л. - хлорид, нитрат, ацетат, перхлорат, сульфат - при упаривании их р-ров выделяются в форме кристаллогидратов. Соли Л. По сравнению с солями др. Лантаноидов наиб. Склонны к гидролизу. Плохорастворимые соли Л.

- оксалат, фосфат, фторид, карбонат. Для выделения Lu(III) из р-ра обычно используют осаждение оксалата (рН 3-4). Л. - наиб. Сильный после Sc комплексообразователь среди РЗЭ. Образует гидроксокомплексы состава MI3[Lu(OH)6], известные еще только для Yb и Sc. При переработке смеси РЗЭ, выделенной из минералов, Л. Выделяется с фракцией тяжелых РЗЭ. Отделяют Л. От др. РЗЭ методами экстракции и ионного обмена. Металлич. Л. Получают восстановлением LuF3 кальцием. Л. Открыл в 1907 Ж. Урбен. Лит. См. При ст. Редкоземельные элементы. Л. И. Мартыненко. С. Д. Моисеев. Ю. М. Киселев.