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镥娘

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自从看了元素娘,麻麻再也不用担心我的化学成绩啦~

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R游客您好,欢迎来到稀土所属上层离岛基地!在幕后默默工作着的元素娘们,欢迎您的光临——R
  1. R在这里所有人亲密无间,基地的每个少女都合作共赢(注)镧系元素娘化学性质极其相似,常常共生而难以分离。R
  2. R我们慷慨解囊,无私相授,遵从女王的教诲,给每个来客提供电子盛宴(注)镧系元素娘都是活泼金属,容易在化学反应中失去3(2-4)个电子。。R
  3. R化学性质并不能限制我们的一切,我们依然能遨游在物理的海洋(注)镧系元素娘因为f区电子带来的特殊物理性质在磁学、光学领域大活跃。。R

在美好的未来发光吧!此致。

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu
Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Icon-forbidden.png
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071-Lu.png
基本资料
本名
Lutetium 卢泰西亚姆
昵称化学符号
Lu
身高原子半径
174 pm(共价半径)
187±8 pm(范德华半径)
体重原子量
174.9668(4)
熔点 1652 ℃
沸点 3402 ℃
密度 9.841g/cm3(常温常压,固态)
化合价 有+3, +2, +1,常见有+3
行动力电负性
1.27(鲍林标度)
姐妹们同位素
已发现的共85种,一种(175Lu)稳定存在,一种(176Lu)半衰期很长(3.78×1010年)
相关人士元素 镧系元素娘

镥娘是较罕见的镧系金属,原子序数为71,是家族的小妹。

家族,使魔化合物,社会关系

家族

镥娘属于镧系元素娘。家族情况如下:

铈娘亲族
  1. 大姐 镧娘La
  2. 二姐 铈娘Ce
  3. 三妹 镨娘Pr
  4. 四妹 钕娘Nd
  5. 五妹 钷娘Pm(家族中唯一的放射性元素姐妹)
  6. 六妹 钐娘Sm
  7. 七妹 铕娘Eu
钇娘亲族
  1. 八妹 钆娘Gd
  2. 九妹 铽娘Tb
  3. 十妹 镝娘Dy
  4. 十一妹 钬娘Ho
  5. 十二妹 铒娘Er
  6. 十三妹 铥娘Tm
  7. 十四妹 镱娘Yb
  8. 十五妹 镥娘Lu

社会关系

镥娘是镧系元素娘中最小的一个,与姐姐们一样,她总是与其他姐妹们形影不离。镥娘也是镧系收缩到尽头的元素娘,这也是为什么她是镧系元素娘中最硬,最重,熔点最高而且是原子半径最小的那个。

不过由于镥娘是最后一个镧系元素,所以她也位于d区块,性质与一些较重的过渡金属元素萌娘相似,有时有时一些科学家把镥娘也可以归为过渡金属萌娘,当然国际纯粹与应用化学联合会把她归为镧系元素娘。

使魔化合物

镥娘的使魔分阶级(价态),以下以酸/氧化物使魔举例:

(0)(MIN)(卢泰西亚姆,自己) +1 +2 +3(MAX)氟化镥酱,三氧化二镥酱

氧化物使魔

  • 三氧化二镥酱

三氧化二镥酱是最常见的镥娘氧化物使魔,自然环境中的镥矿就是三氧化二镥酱。

和其他的稀土元素一样,三氧化二镥酱可借由直接将镥娘置于空气娘中使其氧化得到。

$$\ce{4 Lu + 3 O2 -> 2 Lu2O3}$$

她可由草酸镥酱、氢氧化镥酱、硫酸镥酱等化合物加热分解得到。

$$\ce{2 Lu(OH)3->[\triangle] Lu2O3 + 3H2O}$$

氢氧化镥酱分解会有中间产物LuO(OH)出现。

三氧化二镥酱被用于制作发光材料[1],透明陶瓷等。[2]

由于镥娘是最重的稀土元素,所以三氧化二镥酱具有极高的密度(9.42g/cm3左右),使它对各类射线(X射线,γ射线)的阻止本领异乎寻常的高。同时三氧化二镥酱是立方晶系结构,便于制备出多晶透明材料。

卤化物使魔

  • 氟化镥酱

氟化镥酱是由氧化镥酱和氟化氢娘的百合产物,故氟化镥酱是镥娘生产的重要中间产物。

$$\ce{Lu2O3 + 6 HF -> 2 LuF3 + 3 H2O}$$

或者氯化镥和氢氟酸反应得到。

$$\ce{LuCl3 + 3 HF -> LuF3 + 3 HCl}$$

当然用复杂的硫化镥酱和氢氟酸娘反应,再将沉淀灼烧也可得到。(x=0.9)

$$\ce{3 Lu2S3 + 20 HF + (2+2x)H2O -> 2 (H3O)Lu3F10·xH2O v + 9 H2S ^}$$

$$\ce{(H3O)Lu3F10 -> 3 LuF3 + HF ^ + H2O ^}$$

将氟化镥与氟化锂娘的百合产物物氟化镥锂(LiLuF4),配以同族的镝娘的三价阳离子作为激发离子,可作为新型中红外激光晶体。其在大气遥感与军事制导方面有重要的运用。[3]

  • 氯化镥酱

氯化镥酱是白色固体,易潮解,由于和钙娘在高温下可以生成镥娘,所以氯化镥酱也是镥娘生产的重要中间产物,特别是萃取分离制备高纯镥娘。

$$\ce{2LuCl3 + 3Ca -> 2Lu + 3CaCl2}$$

氯化镥酱和氯化铥酱是高强度无纺布的制作原料之一[4]同时氯化镥酱还能被用于制作阻燃剂,[5]以及防水涂层。

  • 溴化镥酱与碘化镥酱

溴化镥酱与碘化镥酱都是易潮解的白色粉末。

因为溴娘氧化性推到能力足够强,所以可以由溴娘和镥娘直接反应制成。

$$\ce{2 Lu + 3 Br2 -> 2 LuBr3}$$

而溴化镥娘水解会生成氧化镥酱与溴化氢酱。

碘娘氧化性推到能力不够强,得要汞娘帮忙才行。

$$\ce{2 Lu + 3 HgI2 -> 2 LuI3 + 3 Hg}$$

性格及工作

镥娘,最小,最重,也是最稀有的镧系元素萌娘,胸也是最小的,这也使她被用于激光及各种涂层,不至于像部分姐姐整天无所事事。

然而由于她的昂贵(金价的四分之一),除非必要,一般不会使用镥娘,不过她依旧在材料学家手下辅导研究生。

个人经历

出道

法国科学家乔治、奥地利矿物学家卡尔以及美国化学家查尔斯在1907年分别独自发现了镥娘。而且巧合的是他们都是在氧化镱酱矿物中,发现了镥娘。发现者各自对镱娘和镥娘提出命名方案:乔治建议“Neoytterbium”(即“新镱”的意思)和“Lutecium”(取自巴黎的拉丁文名),而卡尔则选择“Aldebaranium”和“Cassiopeium”。他们都指责对方的论文是在看过自己的论文后才发表的。

国际原子量委员会当时负责审理新元素萌娘的命名,于1909年认定乔治为最先发现者,并因为他最先从德马里尼亚的镱娘样本中分离出镥娘,因此元素以他的提议命名。不过乔治对镱娘的命名被镱娘的现名淘汰了。直到1950年代,一些德国化学家仍然采用卡尔的名称“Cassiopeium”。1949年,元素萌娘的拼法从“Lutecium”改为“Lutetium”。

卡尔1907年制备的镥娘样本纯度很高,而乔治同年制成的样本只含有微量的镥娘。这使得乔治以为他发现了第72号元素,并将其称为“Celtium”,但这其实只是纯度更高的镥娘。查尔斯回避了这一争议,转而大规模发展生产,并成为了当时最大的镥娘供应商。

在1953年,科学家首次制成纯镥金属。

召唤方式

实验室召唤术

由于镥娘相当稀有,且价格昂贵,所以用途不多。实验室内使用还请使用高级实验室召唤术:氪金购买镥娘。

工业召唤术

镥娘很害羞,常常与其他镧系元素娘一同出现,因此其分离过程非常困难。最主要的商业来源是稀土磷化物矿物独居石:(Ce,La)PO4,其中含有0.0001%的镥娘。全球镥娘年产量约为10吨。而纯镥娘制备十分困难,是稀土金属姐妹中最稀有也最昂贵的,每公斤售价约为1万美元,即金的四分之一左右。
工业制法:先用氢氟酸氟化矿物内的氧化镥,再用用碱金属或碱土金属还原氟化镥。
方程式:

$$\ce{Lu2O3 + 6 HF -> 2 LuF3 + 3 H2O}$$

$$\ce{2 LuF3 + 3 Ca -> 2 Lu + 3 CaF2}$$

元素娘趣事

参考

  1. 周明杰,王荣. 氧化镥发光材料及其制备方法. 2008年. 
  2. 施鹰,陈启伟,施剑林. 稀土离子掺杂氧化镥透明陶瓷材料. 2016年4月13日. 
  3. 涂朝阳、李坚富、王燕、游振宇、朱昭捷、吴柏昌. 镝激活的氟化镥锂新型中红外激光晶体. 2007年12月19日: 第2,5,6页. 
  4. 郭运松. 一种稀土改性高强度无纺布的制备方法. 2018年12月14日. 
  5. 程聚光. 一种仿贻贝磷系阻燃剂的制备方法. 2019年1月8日. 
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