| Symbool | Lu |
|---|---|
| Atoomnummer | 71 |
| Atoommassa | 174,97 u |
| Categorie | Lanthanide |
| Groep | — (f-blok) |
| Periode | 6 |
| Blok | f-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 1663 °C |
| Kookpunt | 3402 °C |
| Dichtheid | 9,84 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Xe] 4f14 5d1 6s2 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 18, 32, 9, 2 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 1,27 |
| Oxidatiegetallen | +3 |
| Ontdekt | 1907 door Georges Urbain, Carl Auer von Welsbach en Charles James |
| Engelse naam | Lutetium |
Eigenschappen van lutetium
Lutetium is een zilverwit metaal dat in droge lucht vrij stabiel is en pas bij hogere temperatuur flink oxideert. Met water reageert het langzaam. In zijn verbindingen komt het uitsluitend voor met oxidatiegetal +3; de zouten zijn kleurloos, omdat de 4f-schil volledig gevuld is en er dus geen elektronenovergangen in zichtbaar licht mogelijk zijn. Door de lanthanidecontractie zijn de atomen van lutetium klein vergeleken met lanthaan, waardoor het element de hoogste dichtheid, het hoogste smeltpunt en de grootste hardheid van alle lanthaniden heeft. Chemisch lijkt het daardoor op yttrium en scandium, en sommige chemici plaatsen lutetium in plaats van lanthaan in groep 3. Natuurlijk lutetium bestaat uit stabiel lutetium-175 en een klein deel radioactief lutetium-176, met een halfwaardetijd van ongeveer 37 miljard jaar. De vervalverhouding lutetium-176 naar hafnium-176 wordt gebruikt om de ouderdom van gesteenten te bepalen.
Naam. Lutetium is vernoemd naar Lutetia, de Latijnse naam van Parijs, de stad van ontdekker Georges Urbain.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Lutetium staat in periode 6 van het periodiek systeem, in het f-blok.
Een neutraal atoom heeft 71 protonen in de kern en 71 elektronen, verdeeld over 6 schillen: 2, 8, 18, 32, 9, 2. Het periodenummer (6) is gelijk aan het aantal schillen.
Buren in het systeem: links/ervoor: Ytterbium (Yb, 70); rechts/erna: Hafnium (Hf, 72).
De andere lanthaniden: Lanthaan, Cerium, Praseodymium, Neodymium, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium.
Voorkomen
Met ongeveer 0,5 milligram per kilogram aardkorst is lutetium net als thulium zeldzaam. Het zit in kleine hoeveelheden in monaziet en xenotiem, waaruit het via ionenwisseling of extractie als laatste lanthanide wordt gescheiden. Het metaal wordt gemaakt door lutetiumfluoride of -chloride te reduceren met calcium of een alkalimetaal. Het medisch gebruikte lutetium-177 wordt in kernreactoren gemaakt, onder meer in de Hoge Flux Reactor in Petten. Omdat er maar weinig van wordt geproduceerd, is lutetium per kilo een van de duurste zeldzame aarden.
Toepassingen
- Lutetium-177, gekoppeld aan een molecuul dat aan kankercellen bindt, wordt gebruikt bij radioligandtherapie tegen uitgezaaide prostaatkanker en neuro-endocriene tumoren.
- Kristallen van lutetiumoxyorthosilicaat (LSO/LYSO) zetten gammastraling om in licht in PET-scanners.
- Lutetium dient als katalysator bij het kraken van aardolie en bij polymerisatiereacties.
- Met de lutetium-hafniummethode dateren geologen zeer oude gesteenten en meteorieten.
Veelgestelde vragen
Wat is lutetiumtherapie?
Bij lutetiumtherapie krijgt een patiënt een infuus met lutetium-177 dat gekoppeld is aan een molecuul dat zich aan tumorcellen hecht, bijvoorbeeld aan PSMA bij prostaatkanker. De bètastraling van lutetium beschadigt daarna vooral de kankercellen in de buurt, terwijl gezond weefsel grotendeels gespaard blijft.
Hoort lutetium bij de lanthaniden of bij groep 3?
Daarover discussiëren scheikundigen al lang. Lutetium heeft een volledig gevulde 4f-schil en één 5d-elektron, net als scandium en yttrium in groep 3. Steeds meer chemici plaatsen daarom lutetium in groep 3. In veel schoolboeken staat het nog als laatste lanthanide.