لوتتیوم
لوتتیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Lu و عدد اتمی 71 می‌باشد. لوتیتم که عنصر فلزی گروه عناصر خاکی کمیاب است، در طبیعت معمولا" به همرا ه ایتریم یافت می‌شود و گاهی اوقات در آلیاژهای فلزی بکار رفته و در فرآیندهای مختلف ، نقش کاتالیزور دارد.
تاریخچـــــــــه
لوتیتم ( از واژه لاتین Lutetia به معنی پاریس) در سال 1907 توسط "Georges Urbain" شیمیدان فرانسوی و "Baron Carol Auer von Welsbach" کانی‌شناس اتریشی مستقلا" کشف شد. هر دوی آنها این عنصر را در ناخالصی موجود در ایتریم معدنی کشف نمودند که به عقیده "Jean Charles Galissard de Marignac" شیمیدان سوئیسی ( و بیشتر شیمیدانان دیگر ) تماما" متشکل از ایتربیم بود.
جداسازی لوتیتم ایتربیم Marignac برای اولین بار توسط Urbain توصیف شد و و افتخارنامگذاری این عنصر نصیب او گشت. او نامهای "neoytterbium" ( ایتربیم جدید) و "lutecium" را برای این عنصر جدید انتخاب کرد، اما بالاخره نام "neoytterbium" بصورت "ytterbium" برگشت نمود و در سال 1949، نگارش عنصر 107 به شکل lutetium ( لوتیتم ) تغییر نمود. Welsbach نامهای cassiopium را برای عنصر 71 ( برگرفته از نام نجومی Cassiopeia ) و albebaranium را برای نام جدید ایتربیم پیشنهاد کرد، اما این اسامی مورد تایید قرار نگرفت؛ ( گرچه بسیاری از دانشمندان آلمانی هنوز عنصر 71 را cassiopium می‌نامند. )
پیدایـــــــش
لوتیتم که اغلب نه به‌تنهایی بلکه با فلزات خاکی دیگر یافت می‌شود، بسیار سخت از سایر عناصر جدا می‌شود و کمترین فراوانی را در میان تمامی عناصر طبیعی دارد. کانی تجاری اصلی لوتیتم ، سنگ معدن مانزونیت Ce,La,PO و ... است که حاوی 0,003% این عنصر می‌باشد. فلز لوتیتم خالص فقط تاحدی در سالهای اخیر جداسازی شده و تهیه آن بسیار دشوار است ( بنابراین یکی از نادرترین و گرانترین فلزات خاکی کمیاب است ). لوتیتم را با روش جابجایی یونی از عناصر خاکی کمیاب دیگر بدست می‌آورند ( کاهش LuCl3 یــــا LuF3 بوسیله یک فلز قلیایی و یا یک فلز قلیایی خاکی انجام می‌شود ).
خصوصیات قابل توجه و کاربردها
لوتیتم ، فلزی سیمگون ، سه ظرفیتی و مقاوم در برابر فرسودگی است که نسبتا" در هوا پایدار و سنگین‌ترین و سخت‌ترین عنصر خاکی کمیاب به‌شمار می‌رود. چون تهیه این فلز بصورت مقادیر مفید بسیار گران می‌باشد، بنابراین کاربردهای تجاری بسیار کمی دارد. اما لوتیتم پایدار را می‌توان در پالایشگاهها و بعنوان کاتالیزور در کراکینگ بنزین مورد استفاده قرار داد. موارد استفاده دیگر آن ، در آلکیلاسیون ، هیدروژناسیون و پلیمریزاسیون می‌باشد.
ایزوتوپهـــــــا
لوتیتم ، بطور طبیعی دارای 1 ایزوتوپ پایدار Lu-175 ( وفور طبیعی 97,41% ) می‌باشد. 33 ایزوتوپ پرتوزا هم برای آن شناسائی شده که پایدارترین آنها لوتیتم 176 با نیم عمر 3,78 سال ( فراوانی طبیعی 2,59% ) ، لوتیتم 174 با نیمه عمر 3,31 سال و لوتیتم 173 با نیمه عمر 1,37 سال می‌باشد. کلیه ایزوتوپهای دیگر آن دارای نیمه عمری کمتر از 9 روز هستند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از نیم ساعت می‌باشد. همچنین این عنصر دارای 8 meta states است.
ایزوتوپهای لوتیتم از نظر وزن اتمی بین amu 149,973 (لوتیتم 150) و amu 961,183 (لوتیتم 184) قرار دارند. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوانترین ایزوتوپ پایدار ، ( لوتیتم 175 ) جذب الکترون ( با مقداری ارسال الکترون مثبـت و آلفا ) است و اولین حالت بعد از آن ارسال بتا می‌باشد. محصولات فروپاشی اولیه قبل از لوتیتم 175 ایزوتوپهای عنصــــــــــــــر 70 ( ایتربیم ) و محصولات اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر 72 ( هافنیم ) هستند.
ترکیبات
فلورید : LuF3 ، کلرید : LuCl3 ، برمید : LuBr3 ، یدید : LuI3 ، اکسید : Lu2O3 ، سولفید: Lu2S3 ، تلورید : Lusub>2Te3 ، نیترید : LuN.
هشدارهــــــــــا
لوتیتم مانند سایر فلزات خاکی کمیاب ، دارای درجه مسمومیت کمی است، اما بهرحال با این فلز و مخصوصا" ترکیبات آن باید بسیار با احتیاط رفتار شود. گرده فلزی این عنصر خطر آتش‌زائی و انفجار به همراه دارد. لوتیتم هیچگونه نقش بیولوژیکی در بدن انسان ندارد، اما احتمالا" به افزایش متابولیسم کمک می‌کند
نام, علامت اختصاری, شماره Lutetium, Lu, 71
گروه شیمیایی فلز انتقالی
گروه, تناوب, بلوک 3, 6 , d
جرم حجمی, سختی 9841 kg/m3, __
رنگ سفید نقره ای
خواص اتمی
وزن اتمی 174.967 amu
شعاع اتمی (calc.) 175 «217» pm
شعاع کووالانسی 160 pm
شعاع وندروالس no data
ساختار الکترونی [Xe]4f14 5d1 6s2
-e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 32, 9, 2
درجه اکسیداسیون (اکسید) 3 (باز ضعیف)
ساختار کریستالی شش گوشه
خواص فیزیکی
حالت ماده جامد __)
نقطه ذوب 1925 K (3006 °F)
نقطه جوش 3675 K (6156 °F)
حجم مولی 17.78 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول
گرمای تبخیر 355.9 kJ/mol
گرمای هم‌جوشی 18.6 kJ/mol
فشار بخار 2460 Pa at 1936 K
سرعت صوت no data
متفرقه
الکترونگاتیویته 1.27 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 150 J/kg*K
رسانائی الکتریکی 1.85 106/m اهم
رسانائی گرمایی 16.4 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون 523.5 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 1340 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 2022.3 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون 4370 kJ/mol
5th پتانسیل یونیزاسیون 6445 kJ/mol