ლუტეციუმი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
ლუტეციუმი / Lutetium (Lu) Lu-TableImage.png
ელემენტის რიგითი ნომერი 71
მარტივი ნივთიერების გამოსახულება
Lutetium sublimed dendritic and 1cm3 cube.jpg
მაგარი, მკვრივი, მოვერხცლისფრო-თეთრი იშვიათ მიწა ლითონი
ატომის თვისებები
ატომური მასა
(მოლური მასა)
174,967 მ. ა. ე. (/მოლი)
ატომის რადიუსი 175 პმ
იონიზაციის ენერგია
(პირველი ელექტრონი)
1): 513,0 (5,32) 2): 3): კჯ/მოლი (ევ)
ელექტრონული კონფიგურაცია [Xe] 4f14 5d1 6s2
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი 156 პმ
იონური რადიუსი (+3e) 85 პმ
ელექტროუარყოფითობა
(პოლინგის თანახმად)
1,27
ელექტროდული პოტენციალი Lu←Lu3+ -2,30
ჟანგვის ხარისხი 3
მარტივი ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებები
ნივთიერების სიმკვრივე 9,8404 /სმ³
ხვედრითი თბოტევადობა 26,5[1] /(·მოლი)
თბოგამტარობა (16,4) ვტ/(·კ)
დნობის ტემპერატურა 1936
დნობის სითბო კჯ/მოლი
დუღილის ტემპერატურა 3668
აორთქლების სითბო 414 კჯ/მოლი
მოლური მოცულობა 17,8 სმ³/მოლი
მარტივი ნივთიერების კრისტალური მესერი
მესრის სტრუქტურა ჰექსაგონალური
მესრის პერიოდი 3,503 [2] Å
შეფარდება 1,585n/
დებაის ტემპერატურა



ლიტეციუმის ატომის სქემა
Lu 71
174,967
[Xe] 4f14 5d1 6s2
ლუტეციუმი

ლუტეციუმი დიმიტრი მენდელეევის პერიოდული სისტემის III ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერით 71, აღინიშნება სიმბოლოთი Lu, მიეკუთვნება ლანთანოიდების ოჯახს.

აღმოჩენის ისტორია[რედაქტირება]

ელემენტი ოქსიდის სახით 1907 წელს ერთმანეთისაგან დამოუკიდებლად აღმოაჩინეს ფრანგმა ფიზიკოსმა ჟორჟ ურბენმა, ავსტრიელმა მინერალოგმა კარლ ფონ ველსბახმა და ამერიკელმა ქიმიკოსმა ჩარზ ჯეიმსმა. ყველამ ლუთიციუმი იტერბიუმის ოქსიდის მინარევის სახით აღმოაჩინა, რომელიც, თავის მხრივ, აღმოჩენილი იქნა 1878 წ. როგორც ერბიუმის ოქსიდის მინარევი, რომელიც თავის მხრივ გამოყოფილი იყო 1843 წ. იტრიუმის ოქსიდიდან (აღმოჩენილი 1797 წ. მინერალში გადოლინიტში). ყველა ამ იშვიათმიწა ელემენტებს აქვს ძალიან მსგავსი ქიმიური თვისებები. აღმოჩენის პრიორიტეტი ეკუთვნის ჟ. ურბენუს.

სახელწოდების წარმომავლობა[რედაქტირება]

ელემენტის სახელწოდება ჟორჟ ურბანმა აწარმოა პარიზის ლათინური სახელიდან პარიზი — Lutetia Parisorum. იტერბიუმის გულისათვის რომლისგანაც იქნა ლუტეციუმი გამოყოფილი შეთავაზებული იქნა სახელი ნეოიტერბიუმი. აღმოჩენის პრიორიტეტის შედავებისას ფონ ველსბახმა წამოაყენა სახელწოდება კასიოპიუმი (cassiopium), ხოლო იტერბიუმისათვის — ალდებარანიუმი (aldebaranium) ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს თანავარსკვლავედის და კუროს თანავარსკვლავედის ყველაზე კაშკაშა ვარსკვლავის ალდებარანის პატივსაცემად, შესაბამისად. ურბენის პრიორიტეტის გათვალისწინებით ლუტეციუმისა და იტერბიუმის გაყოფისას, 1914 წელს ატომური მასების საერთაშორისო კომისიამ მიიღო სახელწოდება Lutecium, რომელიც 1949 წ. შეცვლილი იქნა Lutetium (ქართული შესატყვისი არ შეცვლილა). მითუმეტეს 1960 წლამდე გერმანელი მეცნიერების ნამუშევრებში გამოყენებურია სახელწოდება კასიოპიუმი.

მიღება[რედაქტირება]

ლუტეციუმის მისაღებად მას გამოყოფენ მინერალებიდან სხვა მძიმე იშვიათმიწა ელემენტებთან ერთად. სხვა ლანთანოიდებიდან ლუტეციუმის გამოყოფა ექსტრაქციის მეთოდით ხდება, იონური მიმაცვლით ან კრისტალიზაციით, ხოლო ლითონური ლუტეციუმი მიიღება LuF3 ფტორიდის აღდგენით კალციუმით.

ღირებულება[რედაქტირება]

>99,9 %-იანი სიწმინდის ლითონური ლუტეციუმის ფასი შეადგენს 3,5—5,5 ათას დოლარს 1 კგ-ზე[3]. ლუტეციუმი წარმოადგენს ყველაზე ძვირ ელემენტს იშვიათმიწა ლითონებს შორის[4], რაც განპირობებულია მისი იშვიათმიწა ელემენტების ნარევებიდან გამოყოფის სიძნელეებით და შეზღუდული გამოყენებით.

თვისებები[რედაქტირება]

ფიზიკური თვისებები[რედაქტირება]

ლუტეციუმი — არის მოვერცხლისფრო თეთრი ფერის ლითონი რომელიც ადვილად ექვემდებარება მექანიკურ დამუშავებას. ის ლანთანოიდებს შორის ყველაზე მძიმე ელემენტია როგორც ატომური მასით, ისე სიმკვრივით (9,8404 გრ/სმ³). ლუტეციუმის დნობის ტემპერატურა (1663 °C) მაქსიმალურია ყველა იშვიათმიწა ელემენტებს შორის. ლანთანოიდური შეკუმშვის ეფექტის გამო, ყველა ლანთანოიდებს შორის ლუტეციუმს აქვს ყველაზე პატარა ატომური და იონური რადიუსები.

ქიმიური თვისებები[რედაქტირება]

ოთახის ტემპერატურაზე ლუტეციუმი ჰაერზე იფარება მკვრივი ოქსიდის ფენით, 400 °C ტემპერატურისას იჟანგება. გახურებისას ურთიერთქმედებს ჰალოგენებთან, გოგირდთან და სხვა არალითონებთან.

ლუტეციუმი რეაგირებს არაორგანულ მჟავეებთან მარილების წარმოქმნით. ლუტეციუმის წყალხსნადი მარილების {ქლორიდები, სულფატები, [[აცეტატები[[, ნიტრატები) აორთქლებისას წარმოიქმნებიან კრისტალოჰიდრატები.

ლუტეციუმის მარილების წყალხსნარების ურთიერთქმედებით ფტორწყალბადმჟავასთან წარმოიქმნება ძალიან მცირედ ხსნადი ლუტეციუმის ფტორიდის LuF3 ნალექი. იგივე ნაერთი შეიძლება მივიღოთ ლუტეციუმის ოქსიდისა Lu2O3 და აიროვანი ფტორწყალბადის ან ფტორის ურთიერთქმედებით.

ლუტეციუმის ჰიდროქსიდი წარმოიქმნება მისი წყალხსნადი მარილების ჰიდროლიზის დროს.

ანალიტიკური განსაზღვრა[რედაქტირება]

როგორც სხვა იშვიათმიწა ელემენტები, შეიძლება განსაზღვრული იქნას ფოტომეტრულად.

გამოყენება[რედაქტირება]

ინფორმაციის მატარებლები[რედაქტირება]

ლუტეციუმით დოპირებული ფეროძოწები (მაგალითად, გადოლინიუმ-გალიუმიან ძოწი, GGG), გამოიყენება ინფორმაციის მატარებლების წარმოებაში (ცილინდრულ მაგნიტურ დომენებზე).

ლაზერული მასალები[რედაქტირება]

გამოიყენება ლაზერული გამოსხივების გენერაციისათვის ლუტეციუმის იონებზე. ჰოლმიუმით და თულიუმით ლეგირებული ლუტეციუმის სკანდატი, ლუტეციუმის გალატი, ლუტეციუმის ალუმინატი, აგენერირებს გამოსხივებას ტალღის სიგრძით 2,69 მკმ, ხოლო ნეოდიმის იონებით 1,06 მკმ, და წარმოადგენს ბრწყინვალე მასალას სამხედრო დანიშნულების და მედიცინის მძლავრი ლაზერების დასამზადებლად.

მაგნიტური მასალები[რედაქტირება]

ლუტეციუმ-რკინა-ალუმინი და ლუტეციუმ-რკინა-სილიციუმი სისტემების ძალიან მძლავრი მუდმივი მაგნიტების შენადნობები ფლობენ ძალიან მაღალ მაგნუტურ ენერგიას, თვისებების სტაბილურობას და მაღალ კიურის წერტილს, მაგრამ ლუტეციუმის ძალიან მაღალი ღირებულების გამო მისი გამოყენება ხდება მხოლოდ ძალიან მნიშვნელოვან სფეროებში (სპეციალური კვლევები, კოსმოსი და სხვა).

ცეცხლმედეგი გამტარი კერამიკა[რედაქტირება]

ამ სფეროში გამოყენებას ჰპოვებს ლუტეციუმის ქრომიტი.

ბირთვული ფიზიკა და ბირთვული ენერგეტიკა[რედაქტირება]

ლუტეციუმის ოქსიდი ყველაზე დიდ გამოყენების პოვებს ატომურ ტექნიკაში როგორც ნეიტრონების მშთანთქმელი, ასევე როგორც ნეიტრონაქტივაციური დეტექტორი. ცერიუმით დოპირებული მონოკრისტალური ლუტეციუმის სილიკატი (LSO), წარმოადგენს ძალიან კარგ სცინტილატორს და ამ ხარისხში გამოიყენება ბირთვულ ფიზიკაში, ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკაში, ბირთვულ მედიცინაში (კერძოდ კი პოზიტრონ-ემისიური ტომოგრაფიაში) ნაწილაკების დეტექტირებისათვის .

მაღალტემპერატურული ზეგამტარობა[რედაქტირება]

ლუტეციუმის ოქსიდი გამოიყენება ზეგამტარი ლითონოქსიდური კერამიკის თვისებების რეგულირებისათვის.

მეტალურგია[რედაქტირება]

ქრომზე და მის შენადნობებზე ლუტეციუმის დამატება იძლევა უკეთეს მექანიკურ მახასიათებლებს და აუმჯობესებს ტექნოლოგიურობას.

ბოლო წლებში ლუტეციუმის მიმართ გაზრდილი ინტერესი განპირობებულია, იმით რომ რიგი ქრომნიკელის საფუძველის ცეცხლმედეგი მასალების და შენადნობების ლუტეციუმით ლეგირება მკვეთრად ზრდის მათი გამოყენების ხანგრძლივობას.

იზოტოპები[რედაქტირება]

ბუნებრივი ლუტეციუმი შედგება ორი იზოტოპისაგან: სტაბილური 175Lu (იზოტოპური გავრცობადობა 97,41 %) და ხანგრძლივარსებადი ბეტა-რადიოაქტიური 176Lu (იზოტოპური გავრცობადობა 2,59 %, ნახევარდაშლის პერიოდი 3,78×1010 წ.), რომელიც იშლება სტაბილურ ჰაფნიუმ-176-მდე. რადიოაქტიური 176Lu გამოიყენება ბირთვული გეო- და კოსმოქრონოლოგიის ერთერთ მეთოდიკაში (ლუტეციუმ-ჰაფნიუმის დატირება). ასევე ცნობილია ლუტეციუმის 32 ხელოვნური რადიოიზოტოპი (150Lu-დან 184Lu-მდე), ზოგიერთ მათდგანს აღმოაჩნდა მეტასტაბილური მდგომარეობა (საერთო რიცხვით 18).

იზოტოპების ცხრილი

ნუკლიდი ნახევარდაშლის პერიოდი დაშლის ფორმა სპინი და ბირთვის ჯერადობა
150Lu ლუტეციუმ-150 43(5) მწმ p : 68.00 %
ε : 32.00 %
151Lu ლუტეციუმ-151 80.6(19) მწმ p : 63.40 %
ε : 36.60 %
152Lu ლუტეციუმ-152 650(70) მწმ ε : 100.00 %
εp : 15.00
153Lu ლუტეციუმ-153 0.9(2) წმ α ≈ 70.00 %
154Lu ლუტეციუმ-154 ≈ 2 წმ (9+)
155Lu ლუტეციუმ-155 68(1) მწმ 1/2+
156Lu ლუტეციუმ-156 494(12) მწმ 9+
157Lu ლუტეციუმ-157 6.8(18) წმ (11/2-)
158Lu ლუტეციუმ-158 10.6(3) წმ ε : 99.09 %
α : 0.91 %
159Lu ლუტეციუმ-159 12.1(10) წმ ε : 100.00 %
α : 0.10 %
160Lu ლუტეციუმ-160 36.1(3) წმ
161Lu ლუტეციუმ-161 77(2) წმ (9/2-)
162Lu ლუტეციუმ-162 1.37(2) წთ
163Lu ლუტეციუმ-163 3.97(13) წთ ε : 100.00 %
164Lu ლუტეციუმ-164 3.14(3) წთ ε : 100.00 %
165Lu ლუტეციუმ-165 10.74(10) წთ ε : 100.00 %
166Lu ლუტეციუმ-166 2.65(10) წთ (3-)
167Lu ლუტეციუმ-167 51.5(10) წთ 1/2+
168Lu ლუტეციუმ-168 5.5(1) წთ 3+
169Lu ლუტეციუმ-169 34.06(5) სთ 1/2-
170Lu ლუტეციუმ-170 2.012(20) დღ (4)-
171Lu ლუტეციუმ-171 8.24(3) დღ 1/2-
172Lu ლუტეციუმ-172 6.70(3) დღ 1-
173Lu ლუტეციუმ-173 1.37(1) წ. ε : 100.00 %
174Lu ლუტეციუმ-174 3.31(5) წ. (6)-
175Lu ლუტეციუმ-175 სტაბილური
176Lu ლუტეციუმ-176 3.76(7)×1010 წ. β : 100.00 %
177Lu ლუტეციუმ-177 6.6475(20) დღ 23/2-
178Lu ლუტეციუმ-178 28.4(2) წთ (9-)
179Lu ლუტეციუმ-179 4.59(6) სთ β : 100.00 %
180Lu ლუტეციუმ-180 5.7(1) წთ β : 100.00 %
181Lu ლუტეციუმ-181 3.5(3) წთ β : 100.00 %
182Lu ლუტეციუმ-182 2.0(2) წთ β : 100.00 %
183Lu ლუტეციუმ-183 58(4) წმ β : 100.00 %
184Lu ლუტეციუმ-184 20(3) წმ β : 100.00 %

ბუნებაში გავრცობადობა[რედაქტირება]

ლუტეციუმის შემცველობა დედამიწის ქერქში შეადგენს მასის მიხედვით მიახლოებით 0,00008 %. ზღვის წკალში 0,0000012 მგრ/ლ. ძირითადი სამრეწველო მინერალებია — ქსენოტიმი, ევქსენიტი, ბასტნეზიტი.

ბმულები[რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში? არის გვერდი თემაზე:


შენიშვნები[რედაქტირება]

  1. რედკოლ.:კნუნიანცი (მთ. რედ.) ქიმიური ენციკლოპედია: 5 ტომად. — მოსკოვი: დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია, 1990. — ტომი: 2. — 100 000 ეგზ.
  2. WebElements Periodic Table of the Elements | Lutetium | crystal structures
  3. ფასები ლუტეციუმზე
  4. იშვიათმიწა ლითონების ნაერთების ფასები