71 镥最后被发现的镧系稀土元素

元素

2019/7/4
元素
Comment:0
Author:Peng Li

本文作者漂泊

镥是一种稀有的稀土元素，它价格高昂，用途较少。它最主要的用途是用做石油裂化、烷基化、氢化和聚合反应的催化剂；此外，钽酸镥还可以用作X射线荧光粉的材料；而¹⁷⁷Lu这种放射性核素则可以用于肿瘤的放射性治疗。

镥的基本物理性质

分类	第ⅢB族▪金属（镧系元素）
原子序号・原子量	71(174.967)
电子配置	4f¹⁴5d¹6s²
密度	9.8404g/cm³
熔点	1663°C
沸点	3395°C
色・形状	银白色金属
丰度	0.51ppm（地壳）
发现者	Georges Urbain， Baron Carl Auer von Welsbach，Charles James
主要的同位素	¹⁷⁵Lu,¹⁷⁶Lu
用途例	催化剂、荧光粉、肿瘤放射性治疗
前后的元素	镱-镥-铪

镥的发现

1787年，瑞典矿物学家Karl Arrhenius在斯德哥尔摩附近一个叫Ytterby的小村庄附近的老采石场碰到了一块像沥青一样的黑色矿石，他以村庄的名字将该矿石命名为Yteerby(实际为硅铍钇矿)。他以为自己发现了一种新的钨矿石，然后把样本交到了住在芬兰的Johan Gadolin。在1794年，Gadolin宣布它包含一种新的“钇土”，构成了其重量的38%，即氧化钇（Y₂O₃），在将其用木炭加热后也没能进一步还原。Anders Gustaf Ekeberg把这一氧化物命名为“Yttria”（钇土）。

1843年，Carl Mosander更加彻底的研究了已发现的“钇土”，发现它是混合物，并且由三种氧化物组成：氧化钇，是白色的；氧化铽，是黄色的；还有氧化铒，是玫瑰红色的。化学家们又对其中的“铒土”又进行了许多研究。1878年，瑞士化学家Jean Charles和G Marignac从“铒土”中发现了镱。1907年，法国科学家Georges Urbain，奥地利矿物学家Baron Carl Auer von Welsbach和美国化学家Charles James 分别独立发现镱当中的还存在其他的杂质成分，Georges Urbain认为这是一种新的元素，他以他出生地巴黎的古名，将杂质中的新元素命名为Lutetium，译为镥。

镥是最后几种被发现的稀土元素，镥和铕的发现标志着自然界中所存在的所有稀土元素都已经被发现。^[1-2]

金属镥

镥的用途

由于生产困难、价格高昂，故镥的商业用途很少。镥的性质与其他镧系金属差别不大，但是储量相比更少，所以很多地方通常用其他的镧系金属来代替镥。

镥可以用于制造某些特殊合金，如镥铝合金可用于中子活化分析。镥也可以用于石油裂化、烷基化、氢化和聚合反应的催化剂。此外，在一些激光晶体如钇铝石榴石中掺杂镥，可以改善它的激光性能和光学均匀性。除此之外，镥还能用于荧光粉：钽酸镥是目前已知最为致密的白色材料，是X射线荧光粉的理想材料。

¹⁷⁷Lu是一种人工合成的放射性核素，可以用于肿瘤的放射性治疗。^[3-7]

氧化镥掺铈硅酸钇镥晶体

参考文献

[1]James, C. (1907).“A new method for the separation of the yttrium earths”. Journal of the American Chemical Society.29(4): 495–499.doi:10.1021/ja01958a010.
[2]“Separation of Rare Earth Elements by Charles James”. National Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. Retrieved 2014-02-21.
[3]Lide, D. R., ed. (2005).CRC Handbook of Chemistry and Physics(86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press.ISBN 0-8493-0486-5.
[4]Wei, Yayi; Brainard, Robert L. (2009).Advanced Processes for 193-NM Immersion Lithography. SPIE Press. p. 12.ISBN 978-0-8194-7557-2.
[5]Blasse, G.; Dirksen, G.; Brixner, L.; Crawford, M. (1994). “Luminescence of materials based on LuTaO4”.Journal of Alloys and Compounds.209(1–2): 1–2.doi:10.1016/0925-8388(94)91069-3.
[6]Shionoya, Shigeo (1998).Phosphor handbook. CRC Press. p. 846.ISBN 978-0-8493-7560-6.
[7]Sigel, Helmut (2004).Metal complexes in tumor diagnosis and as anticancer agents. CRC Press. p. 98.ISBN 978-0-8247-5494-5.