Lutet (Lu)

Lutet w układzie okresowym

Pierwiastek leży w szóstym okresie, czyli w szóstym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 6 powłokach. Należy do lantanowce, dla których nie podaje się numeru grupy. W temperaturze pokojowej Lutet jest ciałem stałym (topnieje w 1652 °C, wrze w 3402 °C).

Lutet — co to za pierwiastek

Kryształy scyntylacyjne w skanerach PET i katalizatory w rafineriach.

Właściwości pierwiastka Lutet

Lutet jest srebrzystobiałym metalem, twardszym i gęstszym niż pozostałe lantanowce — jego gęstość wynosi 9,841 g/cm³. Topi się w 1652 stopniach Celsjusza, a wrze w 3402, co również stawia go na czele tej rodziny pod względem odporności na temperaturę. To skutek kontrakcji lantanowców: w miarę zapełniania podpowłoki 4f atomy stają się coraz mniejsze i mocniej związane. W powietrzu powoli pokrywa się warstwą tlenku, z wodą reaguje wolno, szybciej po ogrzaniu. W związkach występuje wyłącznie na stopniu utlenienia +3. Ma całkowicie zapełnioną podpowłokę 4f, przez co — inaczej niż jego sąsiedzi — tworzy związki bezbarwne i nie wykazuje ciekawych własności magnetycznych.

Zastosowanie pierwiastka Lutet

Lutet ma niewiele zastosowań, ale kilka bardzo konkretnych. Najważniejsze to kryształy scyntylacyjne z krzemianu lutetu, które w skanerach PET zamieniają promieniowanie wychodzące z ciała pacjenta na krótkie błyski światła — są szybkie i gęste, dzięki czemu obraz wychodzi wyraźniejszy. Związki lutetu bywają katalizatorami w rafineriach, przy rozbijaniu ciężkich frakcji ropy naftowej. Sztucznie wytwarzany izotop lutet-177 przyczepia się do cząsteczek szukających komórek nowotworowych i niszczy je promieniowaniem od środka; takie leczenie stosuje się między innymi w guzach neuroendokrynnych. Geolodzy wykorzystują powolny rozpad lutetu-176 do hafnu, żeby ustalać wiek najstarszych skał i meteorytów. Poza tym lutet trafia do niektórych stopów i materiałów optycznych. Oddzielenie lutetu od pozostałych lantanowców wymaga wielu etapów oczyszczania, dlatego stosuje się go tylko tam, gdzie nic innego nie zadziała.

Lutet — najważniejsze związki chemiczne

Najczęściej spotykany jest tlenek lutetu Lu₂O₃, biały, trudno topliwy proszek, od którego zaczyna się większość preparatyki. Chlorek lutetu LuCl₃ służy do otrzymywania metalicznego lutetu i jako punkt wyjścia w chemii kompleksów. Największe znaczenie praktyczne ma krzemian lutetu Lu₂SiO₅ domieszkowany cerem, czyli materiał detektorów PET. Fluorek lutetu LuF₃ wykorzystuje się w optyce i w materiałach luminescencyjnych. W przyrodzie lutet występuje w tych samych minerałach co inne lantanowce, przede wszystkim w monacycie i bastnazycie.

Lutet — gdzie go spotykasz

• skanery PET
• katalizatory
• datowanie meteorytów

Lutet w szkole — co trzeba wiedzieć

Lutet praktycznie nie pojawia się w zadaniach ze szkoły podstawowej, a w liceum najwyżej jako przykład lantanowca. Wystarczy wiedzieć, że ma liczbę atomową 71, masę atomową około 175 u i zawsze wartościowość III. Uwaga na jego miejsce w tablicy: lantanowce wypisuje się w osobnym rzędzie pod główną częścią układu, a lutet jest w nim ostatni i bywa zaliczany do bloku d. Nie myl nazwy lutet z lutem, czyli stopem do lutowania — to zupełnie różne rzeczy. Warto też zapamiętać, że określenie pierwiastki ziem rzadkich jest mylące: nie są one wcale rzadkie w skorupie ziemskiej, tylko wyjątkowo trudno oddziela się je od siebie.

Lutet — historia odkrycia

Lutet był ostatnim odkrytym lantanowcem i wydzielono go z tlenku iterbu, który wcześniej uważano za jednorodną substancję. W 1907 roku francuski chemik Georges Urbain rozdzielił go żmudną serią krystalizacji i nazwał od Lutetii, łacińskiej nazwy Paryża. Niemal równocześnie i niezależnie dokonali tego Carl Auer von Welsbach w Austrii oraz Charles James w Stanach Zjednoczonych, przez co latami trwał spór o pierwszeństwo i o nazwę; ostatecznie przyjęto propozycję Urbaina. Czysty metaliczny lutet otrzymano znacznie później.

Lutet — skąd wzięła się nazwa

łac. Lutetia — Paryż

Lutet — izotopy

lutet-175 dominuje

Lutet — bezpieczeństwo

Niskotoksyczny.

Ciekawostki o pierwiastku Lutet

• Najdroższy z lantanowców w przeliczeniu na gram.
• Lutet jako jedyny lantanowiec ma całkowicie wypełnioną podpowłokę 4f, dlatego chemicy do dziś spierają się, czy zaliczać go do lantanowców, czy do metali przejściowych.
• Kryształy lutetowe w skanerach PET same lekko świecą, bo naturalny lutet zawiera śladową domieszkę promieniotwórczego lutetu-176, i producenci muszą to tło uwzględniać.
• Nazwa upamiętnia Paryż — Lutecja to rzymskie określenie osady, z której miasto wyrosło.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Lutet