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innere Übergangsmetalle: Lutetium

Symbol: Lu
Kategorie: innere Übergangsmetalle
Ordnungszahl: 71
Relative Atommasse: 174,967
Schmelzpunkt: 1929 K
Siedepunkt: 3588 K
Dichte: 9,84 g cm-3
Elektronegativität: 1,1
Ionisierungsenergie: 5,426 eV
Konfiguration: [Xe] 4f14 5d 6s²
Oxidationszahlen: 3
Atomradius: 173,4 pm
Ionenradius: 85 pm (+3)

Das Lanthanoid Lutetium ist das schwerste Seltenerdmetall und an trockener Luft relativ stabil. Benannt ist es nach Paris, das auf Latein Lutetia heißt. Zu den Lanthanoiden gehören Lanthan und die 14 darauf folgenden Elemente; sie sind die Seltenerdmetalle im engeren Sinne. Aufgrund der Struktur ihrer Valenzschale ähneln sie alle den Elementen Scandium und Yttrium; deswegen bilden sie wie diese bevorzugt dreiwertige Ionen. Die drei schwersten Lanthanoide, darunter Lutetium, nehmen aber auch oft die Oxidationsstufe +2 an. Es entsteht vermutlich überwiegend beim Verschmelzen von Neutronensternen sowie zu einem kleinen Anteil in der Außenhülle von roten Riesensternen. Lutetium hat wegen des als Lanthanoidenkontraktion bezeichneten Effekts den kleinsten Atomdurchmesser und die größte Dichte aller Seltenerdelemente, ist außerdem das härteste und jenes mit dem höchsten Schmelzpunkt. Es schmilzt bei 1925 K.

Ihren Namen verdanken die seltenen Erden weniger ihrer absoluten Seltenheit – sie sind häufiger als einige industriell bedeutende Metalle – als dem Umstand, dass sie wenig eigene Lagerstätten bilden und oft mit anderen Seltenen Erden zusammen vorkommen; im Vergleich zu anderen Metallen sind die Elemente dieser Gruppe nur mit recht hohem Aufwand in Reinform zu isolieren.. Lutetium ist selbst gemessen an anderen seltenen Erden sehr schwer rein herzustellen, unter anderem weil es selbst in dem Mineral Monazit, in dem es noch in nennenswerten Konzentrationen vorkommt, lediglich ein zehntausendstel Prozent ausmacht. Deswegen ist es eines der teuersten und seltensten Seltenerdmetalle.

Dementsprechend wenig Anwendungen gibt es für Lutetium. Von den pro Jahr produzierten etwa zehn Tonnen geht ein Teil an die petrochemische Industrie, es kommt in Katalysatoren für das Hydrocracking und anderen spezialisierten chemischen Umsetzungen von Kohlenwasserstoffen zum Einsatz. Daneben ist es ein Dotierungselement für synthetische Granate mit variablen Eigenschaften. Radioaktives Lu-117 könnte mittelfristig einen Platz in der Radiotherapie gegen verschiedene Krebsarten finden.

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