Lutetium (Lu) – grunnstoff nummer 71

Lutetium er grunnstoff 71 og markerer slutten på lantanoidserien. Lu³⁺ har fullt 4f¹⁴-skall, liten ioneradius og stabil +3-kjemi. Lu er derfor et tydelig sluttpunkt for å forstå lantanoidekontraksjonen.

Fakta om lutetium

• Symbol: Lu
• Atomnummer: 71
• Atommasse: 174,967 u
• Gruppe: 3
• Periode: 6
• Blokk: d-blokk
• Kategori: lantanoide
• Tilstand ved romtemperatur: Fast stoff
• Smeltepunkt: 1651,9 °C
• Kokepunkt: 3401,9 °C
• Elektronkonfigurasjon: [Xe] 4f14 5d1 6s2
• Elektronegativitet: 1,27

Datastatus

Siden følger godkjent preview og repoets klassifisering av Lu.

Faglig sikkerhet: Reaksjonene er faglige modeller.

Elektronkonfigurasjon

Lutetium: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s². Dette er elektronkonfigurasjonen for det nøytrale atomet.

Oksidasjonstall

• +3 – dominerende oksidasjonstilstand

Reaksjoner og modeller

• Lu → Lu³⁺ + 3 e⁻ – Formelt elektronregnskap for +3.
• 2 Lu³⁺ + 3 O²⁻ → Lu₂O₃ – Ladningsbalansen viser +3 for Lu.
• Lu³⁺ + 3 OH⁻ → Lu(OH)₃ – Tre hydroksidioner balanserer Lu³⁺.

Lutetium avslutter 4f-fyllingen

Fra atom til egenskap

Lu³⁺ har fullt 4f¹⁴ og liten ioneradius etter hele lantanoidseriens gradvise kontraksjon.

Videre sammenheng

Den lille radiusen påvirker gitterenergi og koordinasjon og gjør Lu til et godt endepunkt for sammenligninger.

Lutetium mellom ytterbium og hafnium

Felles mønster

Yb³⁺ har 4f¹³ og Lu³⁺ har 4f¹⁴.

Hvorfor egenskapene endres

Hafnium som følger går tydelig inn i 5d-overgangsmetallkjemi.

Fullt 4f-skall betyr ikke kjemisk inert.

Lu³⁺ har stabil elektronstruktur, men lutetium inngår fortsatt i vanlige kjemiske forbindelser.

Slik bygger du et presist fagsvar

Forklar lantanoidekontraksjonen med økende kjerneladning og svak 4f-skjerming. Bruk deretter Lu³⁺ og 4f¹⁴ som sluttpunkt for serien.

Fra 4f-fylling til periodisk trend

Ved Lu er 4f-skallet fullt. Samtidig er ioneradiusen blitt liten gjennom lantanoidekontraksjonen. Dermed kobles elektronkonfigurasjon og periodisk trend i ett grunnstoff.

Lutetium i Kjemi 2

Lutetium passer i faststoffkjemi, koordinasjonskjemi og periodiske trender.

Oppgaver

1. Hva er Lu³⁺ sin f-konfigurasjon?
   Løsningsidé: 4f¹⁴.
2. Hva er Lu i Lu₂O₃?
   Løsningsidé: +3.
3. Hvorfor er Lu³⁺ lite?
   Løsningsidé: Lantanoidekontraksjonen trekker elektronene gradvis nærmere kjernen.