Lutécio: Elemento químico com número atómico 71

Lutécio
Itérbio ← Lutécio → Háfnio Y     71 Lu                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Lu ↓ Lr Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
branco prateado Lutécio dendrítico sublimado de alta pureza (99,995%) e um cubo de lutécio puro (99,9%) de 1 cm3 para comparação.
Informações gerais
Nome, símbolo, número	Lutécio, Lu, 71
Série química	Lantanídios, por vezes considerado metal de transição
Grupo, período, bloco	n/a, 6, f
Densidade, dureza	9841 kg/m3, n/d
Número CAS	7439-94-3
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atómica	174,9668(1) u
Raio atómico (calculado)	175 pm
Raio covalente	160 pm
Raio de Van der Waals	pm
Configuração electrónica	[Xe] 4f14 6s2 5d1
Elétrons (por nível de energia)	2, 8, 18, 32, 9, 2 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação	3 (óxido ligeiramente básico)
Óxido
Estrutura cristalina	hexagonal
Propriedades físicas
Estado da matéria	sólido
Ponto de fusão	1936 K
Ponto de ebulição	3675 K
Entalpia de fusão	18,6 kJ/mol
Entalpia de vaporização	355,9 kJ/mol
Temperatura crítica	K
Pressão crítica	Pa
Volume molar	m3/mol
Pressão de vapor	100 Pa a 2346 K
Velocidade do som	m/s a 20 °C
Classe magnética
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie	K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)	1,27
Calor específico	150 J/(kg·K)
Condutividade elétrica	1,85×106 S/m
Condutividade térmica	16,4 W/(m·K)
1.º Potencial de ionização	523,5 kJ/mol
2.º Potencial de ionização	1340 kJ/mol
3.º Potencial de ionização	2022,3 kJ/mol
4.º Potencial de ionização	4370 kJ/mol
5.º Potencial de ionização	6455 kJ/mol
6.º Potencial de ionização	kJ/mol
7.º Potencial de ionização	kJ/mol
8.º Potencial de ionização	kJ/mol
9.º Potencial de ionização	kJ/mol
10.º Potencial de ionização	kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD MeV 173Lu sintético 1,37 a ε 0,671 173Y 174Lu sintético 3,31 a ε 1,374 174Y 175Lu 97,41% estável com 104 neutrões 176Lu 2,59% 3,78 x 1010 a β- 1,193 176Hf
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.
v d e

À temperatura ambiente, o lutécio encontra-se no estado sólido. Faz parte do grupo das terras raras.

Por ser um elemento muito caro, sua aplicação é limitada, entretanto, encontra alguns usos na indústria do petróleo.

Foi descoberto em 1878 por Jean-Charles Marignac, mais tarde em 1907 um químico francês Georges Urbain conseguiu separar as impurezas da itérbia em dois outros compostos na tentativa de purificá-los para obter as características físicas e químicas do mesmo, mas sem muito sucesso, aos quais deu o nome de neoiterbia e lutércia, respectivamente chamados de itérbio e lutécio atualmente.

Em alguns livros é colocado como metal de transição externa, já que seu elétron mais energético está no bloco f, e em outros aparece como elemento de transição interna, junto com os demais lantanídeos, já que compartilha com estes muitas propriedades, sendo o elemento mais difícil de isolar entre todos eles, o que justifica o seu preço e as poucas utilidades que apresenta.

O lutécio é um metal trivalente de coloração branco prateado, resistente a corrosão e relativamente estável em presença do ar. É o elemento mais pesado e duro de todas as terras raras.

O metal é empregado como catalisador no craqueamento do petróleo nas refinarias, e em diversos processos químicos como alquilação, hidrogenação e polimerização. Também usado enquanto oxiortosilicato de lutécio para activar cintilador de Cério em câmera gama de última geração, na medicina nuclear. O radioisótopo de massa 177 desse elemento está sendo utilizado como fonte de radiação beta menos, associado a partículas de hidroxiapatita, para pesquisas em tratamento de tumores. Essas partículas carreadoras do radioisótopo podem atuar de forma seletiva nas células tumorais e podem evitar a irradiação de células sadias.

A separação do lutécio do itérbio de Marignac foi descrito pela primeira vez por Urbain, prevalecendo o nome que este deu ao novo elemento descoberto. Urbain escolheu os nomes "neoitérbio" e "lutécio", apesar de Welsbach ter optado por chama-los de "aldebaranio" e "casiopeo". Em 1949 se decidiu conservar o nome itérbio e denominar o novo elemento de lutécio, mesmo que a comunidade científica alemã ainda empregue o nome "casiopeo" para o elemento 71.

É encontrado na natureza como a maioria das demais terras raras, porém nunca solitário de forma nativa. O principal mineral de lutécio comercialmente explorável é a monazita (Ce, La, etc.)PO₄ que contém 0,003% de lutécio.

Não se conseguiu obter o metal puro até finais do século XX já que é extremamente difícil de ser preparado. O procedimento empregado é a troca iônica (redução de LuCl₃ ou LuF₃ anidro com metal alcalino ou metal alcalino-terroso)

O lutécio tem um isótopo estável, Lu-175, com uma abundância natural de 97,41%. Foram identificados 33 radioisótopos, sendo os mais estáveis o Lu-176, com uma meia-vida de 3,78 .10¹⁰ anos e abundância natural de 2,59%, o Lu-174 com 3,31 anos de meia-vida, e o Lu-173 com um período de semidesintegração de 1,37 anos. Os demais isótopos radioativos tem meias-vidas inferiores a 9 dias, e a maioria destes com menos de meia hora. O lutécio, ainda, apresenta 18 meta estados, dos quais os mais estáveis são o Lum-177, Lum-174 e o Lum-178 com meias-vidas de 160,4 dias, 142 dias e 23,1 minutos, respectivamente.

As massas atômicas dos isótopos de lutécio variam desde 149,973 u do Lu-150 até 183,962 u do Lu-184. O principal modo de decaimento dos isótopos mais leves que o estável é a captura eletrônica (com alguns casos de emissão alfa) originando isótopos de itérbio. Os isótopos mais pesados que o estável se desintegram mediante a emissão beta resultando isótopos de háfnio.

Como as demais terras raras, se supõem que o metal tem uma baixa toxicidade, porém o lutécio como seus compostos devem ser manuseados com a máxima precaução. Mesmo que não desempenhe nenhum papel biológico no corpo humano, acredita-se que o lutécio estimula o metabolismo.

• Sistema periódico, por Antonio Jiménez. (Marzo de 2004)

 

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