Lutecio

Símbolo: Lu
Clasificación: Metales de transición Grupo 3 Lantánidos Tierras raras Serie de elementos Lantánidos

Número Atómico: 71
Masa Atómica: 174,967
Número de protones/electrones: 71
Número de neutrones (Isótopo 175-Lu): 104
Estructura electrónica: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 18, 32, 9, 2
Números de oxidación: +3

Electronegatividad: 1,27
Energía de ionización (kJ.mol^-1): 524
Afinidad electrónica (kJ.mol^-1): <50
Radio atómico (pm): 172
Radio iónico (pm) (carga del ion): 85(+3)

Entalpía de fusión (kJ.mol^-1): 19,2
Entalpía de vaporización (kJ.mol^-1): 428

Punto de Fusión (ºC): 1663
Punto de Ebullición (ºC): 3402
Densidad (kg/m³): 9840; (25 ºC)
Volumen atómico (cm³/mol): 17,78
Estructura cristalina: Hexagonal
Color: Plateado.

Propiedades comparadas

Isótopos: Dos isótopos naturales: 175-Lu (97,41%) y 176-Lu (período de semidesintegración 3,6x10¹⁰ años, 2,59%). Entre los treinta y tres inestables, destacan por su mayor período de semidesintegración: 174-Lu (3,3 años), 173-Lu (1,37 años). El de menor período de semidesintegración conocido es 150-Lu (35 milisegundos).

Descubierto en: 1907
Descubierto por: G Urbain y A. von Welsbach
Fuentes: Minerales de otras tierras raras: policrasa o euxenita [(Y,Ce,Er,U,Th,Ca,..)(Nb,Ta,Ti,Fe)₂O₆], y blomstrandina (igual que la euxenita, pero con mayor contenido en Ti), gadolinita (Y₂FeBe₂[SiO₄]₂O₂), xenotima (YPO₄), etc.
Usos: Dentaduras postizas

Curiosidades sobre el elemento: En 1907, Urbain describe un proceso por el que el iterbio de Marignac (1879) puede separarse en dos elementos: iterbio (neoiterbio) y lutecio. Estos elemento eran idénticos a aldebaranio y casiopeo, respectivamente, descubiertos, de forma independiente y al mismo tiempo, por A. von Welsbach. Hasta 1949 conservó el nombre de casiopeo.
El lutecio constituye el 8x10^-5% en peso de la corteza. Se encuentra en muy pequeñas cantidades en los minerales que contienen itrio (xenotima, etc.). La monacita [CePO₄] lo contiene en un 0,003% y es su fuente comercial. El metal, que es de los más difíciles de preparar, se ha obtenido puro hace pocos años (hasta 1950 se prepararon pequeñas cantidades). Puede prepararse por reducción de LuCl₃ o LuF₃ anhidros con un metal alcalino o alcalinotérreo.
Metal pesado blanco plateado. Relativamente estable al aire.
Presenta dos modificaciones: a-Lu (hexagonal) y b-Lu (cúbica centrada en el cuerpo).
A pesar de que la técnica cromatográfica de intercambio iónico permite separar todas las tierras raras, el lutecio sigue siendo el más caro (75$/g).
Se ha empleado para la fabricación de dentaduras postizas. Los núclidos estables (175-Lu y 176-Lu) que emiten radiación beta después de su activación con neutrones térmicos pueden usarse como catalizadores en craqueo, alquilación, hidrogenación y polimerización. No se han encontrado otros usos comerciales del lutecio.
No se sabe de su toxicidad, por lo que debe manejarse con cuidado.