لوتيتيوم

اللوتيتيوم هو عنصر كيميائي من عناصر الجدول الدوري وله الرمز Lu والرقم الذري 71. عنصر فلزي من عناصر المجموعة الأرضية النادرة، وغالبا ما يقع الليتيتيوم مع الإِيتريوم ويستخدم احيانا في سبائك المعادن كحفاز في بعض العمليات. عند التقيد بقواعد المستويات الفرعية للجدول الدروي والسلاسل الكيميائية فإنه يتم وصف اللوتيتيوم كعنصر إنتقالي، لكنه عموما يوصف على أنه لانثينيد وذلك حسب الIUPAC.

الخواص المميزة والتطبيقات

اللوتيتيوم أبيض فضي, فلز ثلاثي مقاوم للتآكل وله ثبات نسبي في الهواء وهو أثقل وأصلب العناصر الأرضية النادرة.

وهذا العنصر مكلف للغاية للحصول عليه لكميات نافعة ولذا فإن له إستخدامات تجارية محدودة. وعموما, فإن الليتيتيوم الثابت يمكن أن يستخدم كحفاز في عمليات تكسير البترول في المصافي ويمكن أن يستخدم أيضا في الألكلة, والهدرجة, والبلمرة.

وتم إقتراح استخدام جرانيت اللوتيتيوم ألومنيوم (Al₅Lu₃O₁₂) كعدسة في الطباعة الحجرية المغموسة ذات معامل الإنكسار العالي.

تاريخ اللوتيتيوم

اللوتيتيوم (تعنى كلمة لوتيتيا باللاتينية باريس) تم إكتشافه مستقلا في عام 1907 بواسطة العالم لافرنسي جورج أوربان وأحد علماء المعادن الأستراليين البارون كارل أوير فون ويلسباخ. ووجد كلاهما اللوتيتيوم كتلوث في معدن اليتربيا والذى كان يظن أنه يحتوى على العنصر إِيتربيوم من الكيميائي جين كارليس جاليسارد ماريناك وأخرون.

وتم وصف فصل الوتيتيوم من إيتريوم ماريناك عن طريق أوربان وبالتالى كان له شرف الإكتشاف. وإختار للعنصر نيو إيتريوم و لوتيكيوم كأسماء له, ولكن تم إرجاع الإسم نيو إيتريوم إلى عنصر الإيتريوم في عام 1949 وتم تسمية العنصر 71 باللوتيتيوم.

ويلزباخ إقترح الإسم "كاسيوبيوم" للعنصر 71 (على اسم النجم كاسيوبيا) وألبيباريوم كإسم للإتربيوم, ولكن تم رفض هذان الإسمان.

التواجد في الطبيعة

يتواجد مع تقريبا كل الفلزات الأرضية النادرة ولكن لا يتواجد بمفرده, ويصعب للغاية فصل اللوتيتيوم من العناصر الأخرى وهو أقل العناصر وفرة على الإطلاق. وبالتالي, هو أحد أغلى الفلزات’ وتبلغ قيمته 6 مرات تقريبا مثل الذهب.

وأهم المصادر القابلة للإستخدام للوتيتيوم هو المعدن الأرضي النادر للفوسفات المونازايت: (Ce, La, ₄ PO ، ويحتوى على 0.003 % من العنصر. فلز اللوتيتيوم النقي تم عزله حديثا وهو صعب للغاية في تحضيره (وهو أحد وأغلى العناصر الأرضية النادرة). ويتم فصله من العناصر الأرضية النادرة الأخرى بواسطة التبادل الأيوني ثم يتم الحصول عليه في شكله العنصري بإختزال ₃LuCl المائي أو ₃LuF بواسطة فلز أو فلز قلوي ترابي.

النظائر

يتكون الوتيتيوم الموجود طبيعيا من نظير واحد ثابت Lu-175 بتواجد 97.41%. ويوجد 33 نظير مشع, وأكثرهم ثباتا Lu-176 وله عمر نصف يبلغ 3.78 * 10¹⁰ سنة وبنسبة تواجد (2.59 %), Lu-174 وله عمر نصف يبلغ 3.31 سنة, Lu-173 وله عمر نصف 1.37 سنة. وكل النظائر المشعة المتبقية لها عمر نصف أقل من 9 أيام, ومعظم هذه النظائر لها عمر نصف أقل من نصف ساعة. وللعنصر ايضا حالات رجوع وأكثرها ثباتا Lu-177m بعمر نصف 160.4 يوم, Lu-174m بعمر نصف 142 يوم, Lu-178m بعمر نصف 23.1 دقيقة.

وتتراوح نظائر الوتيتيوم في الوزن الذري بين 149.973 (Lu-150), 183.961 (Lu-184). وطريقة الإضمحلال الأساسية قبل أكثر النظائر ثباتا Lu-175 ، هو أسر الإلكترون (ببعض إنبعاثات ألفا, بوزيترون), والنظام الأساسي بعدها هو إنبعاث بيتا. والناتج الأساسي قبل Lu-175 هى نظائر العنصر رقم 70 (الإِيتربيوم) والنواتج الأساسية بعد هى نظائر العنصر رقم 72 (الهافنيوم).

مركبات اللوتيتيوم

• الفلوريدات: LuF₃
• الكلوريدات: LuCl₃
• البروميدات: LuBr₃
• اليودات: LuI₃
• الأكسيدات: Lu₂O₃
• الكبريتيدات: Lu₂S₃
• النيتريدات: LuN₃

شاهد أيضا: مركبات اللوتيتيوم

الإحتياطات

مثل الفلزات الأرضية النادرة الأخرى, ينظر للوتيتيوم على أن له سمية منخفضة, ولكن يجب التعامل معه بحرص وخاصة مركباته. ولتراب الفلز خطورة من ناحية الإشتعال والإنفجار. ولا يلعب الوتيتيوم أى دور حيوي في جسم الأنسان ولكن يظن أنه يساعد في حث عملية الأيض.

المراجع

• الدليل إلى العناصر- طبعة منقحة, ألبرت ستيوارتكا (جامعة أوكسفورد, طبعة 1998) ISBN 0-19-508083-1
• معمل لوس ألاموس القومي- اللوتيتيوم

وصلات خارجية

• العناصر على الشبكة- لوتيتيوم
• إنه أساسي- لوتيتيوم