№71 Лютеций

История открытия:

Открытие Лютеция было продолжением исследования минерала иттербита, которое уже к открытию около 10 химических элементов. В 1905 французский химик Жорж Урбэн установил, что выделенный из минерала оксид, считавшийся оксидом иттербия, представляет собой смесь, содержащий оксиды нескольких элементов. Для одного из новых элементов он предложил название Lutetium в честь древнего названия Парижа (Lutetia Parisorum).

Получение:

Содержание в земной коре 8·10^-5% по массе. Основной проблемой при получении лютеция является выделение его из смеси редкоземельных элементов. Для решения этой проблемы используются методы экстракции, ионного обмена или дробной кристаллизации. Металлический лютеций получают при восстановлении кальцием фторида LuF₃: 2LuF₃ + 3Ca → 2Lu + 3CaF₂

Физические свойства:

Природный лютеций состоит из стабильного изотопа ¹⁷⁵Lu (97,41%) и долгоживущего бета-радиоактивного ¹⁷⁶Lu (2,59%, период полураспада 3,78·10¹⁰ лет).
Лютеций - металл серебристо-белого цвета, легко поддаётся механической обработке. Благодаря эффекту лантаноидного сжатия среди всех лантаноидов лютеций имеет наименьшие атомный и ионный радиусы. Это обуславливает самые высокие значения плотности (9,8404 г/см³) и температуры плавления лютеция (1663°С) среди лантаноидов.

Химические свойства:

При обычной температуре лютеций покрывается плотной оксидной пленкой, при нагревании сгорает в кислороде, взаимодействует с галогенами, серой, другими неметаллами. Реагирует с горячей водой с образованием гидроксида: 2Lu + 6H₂O → 2Lu(OH)₃ + 3H₂↑, и с кислотами с образованием солей лютеция(III).

Важнейшие соединения:

Оксид лютеция Lu₂O₃ и его гидроксид Lu(OH)₃обладают слабоосновными свойствами.
Соли лютеция бесцветны, растворимые сульфат, хлорид, ацетат, нитрат, сильно гидролизованы, при выделении из растворов образуют кристаллогидраты (напр. Lu₂(SO₄)₃.8H₂O).
Малорастворимы карбонат, фосфат, фторид лютеция LuF₃

Применение:

Трудность получения и высокие цены ограничивают применение лютеция и его соединений. Тем не менее они находят применение при производстве лазерных материалов, детекторов в ядерной физике, сверхпроводящих керамик, и т.п.