Lutetium

Eigenschaften des Elements

Einordnung in das Periodensystem
der Elemente und Eigenschaften
Atombau
Ordnungszahl: 7171 Protonen
71 Elektronen
6. Periode6 besetzte Elektronenschalen
Gruppe der Lanthanoide3 Außenelektronen
Elektronenkonfiguration im GrundzustandXe 6s24f1 45d1
Elektronegativität1,2
Ionisierungsenergie in eV5,426
häufigste OxidationszahlenIII
Atommasse des Elements in u174,97
Atomradius in 10- 1 0m1,734
Ionenradius in 10- 1 0m0,87 (+3)
Aggregatzustand im Normalzustandfest

Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur

Dichte in Bild bei 25 °C9,84
Härte nach Mohs
Schallgeschwindigkeit in Bild
Schmelztemperatur in °C1650
spezifische Schmelzwärme in Bild109,73
Siedetemperatur in °C3330
spezifische Verdampfungswärme in Bild2366,16
Standardentropie S0 in Bild
Wärmeleitfähigkeit in Bild bei 27 °C16,4
spezifische Wärmekapazität in Bild0,154
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3 Bild
spez. elektrischer Widerstand in Bild0,793
Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre,
Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe)
0,000 07

Isotope des Elements

Ordnungszahl ZMassenzahl AAtommasse in uHäufigkeit
in %
71175174,940797,4%

Energieniveauschema

Bild

Weitere Eigenschaften

Es ist ein silberweiß glänzendes Schwermetall. An frischen Schnittflächen läuft es rasch an, da es sich dort mit einer Oxidschicht überzieht. Das Metall hat von allen Lanthanoiden den kleinsten Atom- und Ionenradius, die größte Dichte und die höchste Schmelz- und Siedetemperatur. Lutetium bildet zwei allotrope Modifikationen, α-Lutetium und β-Lutetium, aus, welche durch Wärme ineinander überführbar sind. Es ist das letzte Element der Lanthanoide und bildet in seinen Verbindungen die Oxidationsstufe III aus. Lutetium ist ein sehr unedles und stark elektropositives Metall. Ursache sind die stark negativen Normalpotenziale. Es ist ein sehr reaktionsfreudiges Element. In Wasser und Säuren löst es sich schnell unter Wasserstoffentwicklung auf. Mit Chlor reagiert es unter Leuchterscheinung zum Trichlorid.

Entdeckung

Der französische Chemiker GEORGES URBAIN (1872 - 1938) entdeckte Lutetium 1905 in einer Probe von Ytterbiumoxid. URBAIN nannte das neue Element «Lutetia». 1949 empfahl die IUPAC den Namen «Lutetium» mit dem chemischen Symbol «Lu».

Vorkommen / Herstellung

Lutetium steht an 60. Stelle der Elementhäufigkeit. Es ist ein seltenes Element der Gruppe der Lanthanoide, aber dennoch häufiger als Hg oder Au. In der Natur findet man es in den Mineralen Monazit, Bastnäsit, Samarskit, Gadolinit, Thortveitit, Thalenit, Xenotit zusammen mit den anderen Seltenerdmetallen. Reines metallisches Lutetium wird durch metallothermische Reduktion des Fluorids oder Chlorids mit Calcium oder durch Schmelzflusselektrolyse des Chlorids gewonnen. Ausgangsmaterial für die technische Herstellung des Lutetiums ist Monazitsand.

Verwendung

Lutetium ist technisch unbedeutend. Das Isotop Lu dient zur kosmischen Altersbestimmung.

Wichtige Verbindungen

Dazu zählen das Oxid Lu2O3 und das Halogenid LuCl3.

Bau

Luthetium kristallisiert in einer dichtesten Kugelpackung.

Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.

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