Лютеций

Люте́ций (лат. Lutetium, от лат. Lutetia – Лютеция, название древнего поселения на месте современного Парижа), Lu, химический элемент III группы короткой формы (3-й группы длинной формы) периодической системы; относится к лантаноидам; атомный номер 71, атомная масса 174,967. Природный лютеций состоит из двух изотопов: стабильного ¹⁷⁵ Lu (97,41 %) и слаборадиоактивного ¹⁷⁶ Lu (2,59 %, период полураспада Т_1/2 3,6·10¹⁰ лет, β-распад). Искусственно получены радиоизотопы с массовыми числами 150–184. Лютеций – редкий элемент: содержание в земной коре составляет менее 8·10^–5 % по массе, в морской воде 1,2·10^–6 мг/дм³ . Основные минералы, из которых извлекают лютеций, – бастнезит, ксенотим, эвксенит. Открыт в 1907 г. независимо французским химиком Ж. Урбеном и австрийским химиком К. фон Вельсбахом.

Конфигурация внешних электронных оболочек атома лютеция 4f¹⁴ 5d¹ 6s² . В соединениях проявляет степень окисления +3; атомный радиус 175. Лютеций – серебристо-белый металл, парамагнитен; кристаллическая решётка гексагональная; t_пл 1652 °C, t_кип 3402 °C, плотность 9841 кг/м³ ; наиболее твёрдый металл из лантаноидов. Лютеций характеризуется высокой химической активностью. На воздухе лютеций покрывается оксидной плёнкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления. При нагревании взаимодействует с кислородом (образуется оксид Lu₂ O₃ ), галогенами (тригалогениды LuX₃ , где Х – F, Cl, Br, I), серой (сульфиды LuS, Lu₂ S₃ , LuS₂ ) и другими неметаллами. Реагирует с минеральными кислотами с образованием соответствующих солей Lu(III). Лютеций – наиболее сильный комплексообразователь среди лантаноидов. Образует гидроксокомплексы состава M₃ [Lu(OH)₆ ], где М – щелочной металл.

Лютеций получают при переработке смеси редкоземельных металлов (РЗЭ), выделенной из минералов. Лютеций отделяют от фракции тяжёлых РЗЭ методом экстракции и ионного обмена. Металл выделяют кальцийтермическим восстановлением трифторида LuF₃ . Оксид Lu₂ О₃ используют как компонент жаропрочной керамики, LuF₃ – для получения фторидных лазерных материалов.