Lutezio: proprietà, reazioni, usi

Il lutezio è l’ultimo dei metalli appartenenti alla serie dei lantanidi con numero atomico 71, configurazione elettronica [Xe] 4f¹⁴,5d¹, 6s² e aspetto grigio-argenteo.

Il nome deriva da Lutetia che è l’antico nome di Parigi a cui volle tributare l’onore il suo scopritore Georges Urban che lo isolò come impurezza dalla gadolinite unitamente e indipendentemente dal mineralogista Carl Auer Freiherr von Welsbach nel 1907.

Si trova in piccole quantità insieme agli altri metalli delle terre rare ed è pertanto difficile oltre che oneroso ottenerlo puro e quindi viene scarsamente utilizzato. Poiché si trova in piccole quantità (circa lo 0,003%) nella monazite , la sua estrazione può essere difficile e viene effettuata mediante riduzione del fluoruro anidro utilizzando calcio metallico . Sebbene l’elemento si trovi in ​​tracce in quasi tutti i minerali contenenti ittrio, questi possono essere considerati fonti naturali di lutezio

Proprietà

Ha numero di ossidazione 0 in alcuni composti di coordinazione, +1 e +2 sebbene il numero di ossidazione più comune è +3.

Tra i lantanidi è l’elemento che ha maggiore densità e temperatura di fusione oltre che il raggio atomico più piccolo a causa della contrazione lantanoidea.

La forma stabile di lutezio è costituita dall’isotopo 175 ma vi è anche, in ragione del 2.6% l’isotopo 176 che ha un tempo di dimezzamento di 3.78 ∙ 10¹⁰ anni.

Reazioni

In presenza di aria il lutezio si annerisce lentamente formando l’ossido di lutezio:
4 Lu_(s) + 3 O_2(g)→ 2 Lu₂O_3(s)

Si solubilizza in acido solforico dando lo ione Lu³⁺ incolore:
2 Lu_(s) + 3 H₂SO_4(aq) → 2 Lu³⁺_(aq) + 3 SO₄^2-_(aq) + 3 H_2(g)

Il lutezio reagisce con gli alogeni per dare gli alogenuri secondo la reazione:
2 Lu + 3 X₂ → 2 LuX₃

Reagisce lentamente con acqua fredda e più velocemente con acqua calda per dare l’idrossidi:
2 Lu_(s) + 6 H₂O_(l) → Lu(OH)_3(aq) + 3 H_2(g)

Usi

Può essere utilizzato come catalizzatore  nel cracking di prodotti petroliferi, in alcuni processi di polimerizzazione e in talune reazioni di idrogenazione.

Il lutezio presenta numerosi radioisotopi e vari stati metastabili tra cui il lutezio 177 che si è affacciato di recente nell’ambito della medicina nucleare ma si prevede possa diventare uno dei radionuclidi terapeutici più utilizzati.

Trova anche applicazioni come sensore di impurità nell’industria metallurgica. Alcuni sali sono utilizzati nella fabbricazione di componenti elettronici e pertanto possono essere trovati in apparecchiature come televisori a colori e lampade fluorescenti.