CHEMIA NIEORGANICZNA

CZ. II CHEMIA PIERWIASTKÓW

WYKŁAD 10

LANTANOWCE

Z

symbol

nazwa

rok

odkrycia

odkrywca

57

La

Lantan

(gr. Lanthanein – ukryć się)

1839

C. G. Mosander

58

Ce

Cer

(planetoida Ceres – rzymska bogini)

1803

J. J. Berzelius

59

Pr

Prazeodym

(gr. Prasios didymos – zielony bliźniak)

1841

C. A. Welsbach

60

Nd

Neodym

(gr. Neos didymos – nowy bliźniak)

1885

C. A. Welsbach

61

Pm

Promet

(mitol. Prometeusz)

1945

J. A. Marinsky, C.

Coryell

62

Sm

Samar

(od minerału samarskit)

1879

P. L. de Boisbaudran

63

Eu

Europ

(od Europy)

1890

P. L. de Boisbaudran

64

Gd

Gadolin

(od fińskiego chemika J. Gadolin)

1880

J. C. G. de Marignac

65

Tb

Terb

(od miejscowości Ytterby)

1843

C. G. Mosander

66

Dy

Dysproz

(gr. Dysprositos – trudny do otrzymania)

1886

P. L. de Boisbaudran

67

Ho

Holm

(łac. Holmia-Stockholm)

1878

P. T. Cleve

68

Er

Erb

(od Ytterby)

1843

C. G. Mosander

69

Tm

Tul

(z mitologii Thule – kraj północy -

Skandynawia)

1879

P. T. Cleve

70

Yb

Iterb

(od Ytterby)

1878

J. C. G. de Marignac

71

Lu

Lutet

(łac. Lutetia – Paryż)

1905

C. A. von Welsbach

ROZPOWSZECHNIENIE PIERWIASTKÓW W SKORUPIE

ZIEMSKIEJ

ROZPOWSZECHNIENIE LANTANOWCÓW

l. atomowa

pierwiastek

zaw. w skorupie ziemskiej [ppm]

izotopy występujące

w przyrodzie

58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb
Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

46

5,5

24

0

6,5
1,1
6,4
0,9
4,5
1,2
2,5
0,2
2,7
0,8

4
1
7
0
7
2
7
1
7
1
6
1
7
2

Promet – reguła Mattaucha

Pierwiastek 60

142, 143, 144, 145, 146, , 148, 150,

Pierwiastek 62

144, 147, 148, 149, 150, 152, 154

LANTANOWCE

Występowanie

monacyt – LnPO

4

bastenazyt – LnCO

3

F

monacyt

bastenazyt

LANTANOWCE

Rozdzielanie

lantan

owców

1. wytrącanie – różnice w iloczynie rozpuszczalności wodorotlenków

2. reakcja termiczna – różnica w temp. rozkładu soli w tlenki

3. krystalizacja frakcyjna – różnice w rozpuszczalności soli, a tym samym w łatwości do

krystalizacji

4. tworzenie kompleksów – różnice w trwałości kompleksów z EDTA

5. ekstrakcja – różnica w rozpuszczalności w różnych rozpuszczalnikach

6. zmiana wartościowości – różnice we właściwościach jonów na różnych stopniach utlenienia,

np.

Ce

+4

i

Ce

+3

lub

Eu

+3

i

Eu

+2

7. wymiana jonowa – różnice we właściwościach kompleksujących

Otrzymywanie czystych metali

1. elektroliza stopionych soli, np. chlorków

2. redukcja (LnCl

3

wapniem – lżejsze

Ln

, od

La

do

Gd

oraz LnF

3

litem – cięższe

Ln

)

ŚWIATOWA PRODUKCJA LANTANOWCÓW

WYDOBYCIE LANTANOWCÓW W CHINACH

KONFIGURACJE ELEKTRONOWE I STOPNIE UTLENIENIA

pierwiastek

konfiguracja elektronowa

stopnie utlenienia

zrąb atomowy ksenonu

Cer Ce
Prazeodym Pr
Neodym Nd
Promet Pm
Samar Sm
Europ Eu
Gadolin Gd
Terb Tb
Dysproz Dy
Holm Ho
Erb Er
Tul Tm
Iterb Yb
Lutet Lu

4f

1

5d

1

6s

2

4f

2

5d

1

6s

2

4f

3

5d

1

6s

2

4f

4

5d

1

6s

2

4f

5

5d

1

6s

2

4f

6

5d

1

6s

2

4f

7

5d

1

6s

2

4f

8

5d

1

6s

2

4f

9

5d

1

6s

2

4f

10

5d

1

6s

2

4f

11

5d

1

6s

2

4f

12

5d

1

6s

2

4f

13

5d

1

6s

2

4f

14

5d

1

6s

2

4f

2

6s

2

4f

3

6s

2

4f

4

6s

2

4f

5

6s

2

4f

6

6s

2

4f

7

6s

2

4f

7

5d

1

6s

2

4f

9

6s

2

4f

10

6s

2

4f

11

6s

2

4f

12

6s

2

4f

13

6s

2

4f

14

6s

2

4f

14

5d

1

6s

2

+III

+IV

+III

(+IV)

(+II)

+III

+III

(+II)

+III

+II

+III

+III

+III

(+IV)

+III

+III

+III

+III

+II

+III

+III

PROMIEŃ JONOWY M

+3

, TRZECIA EN. JONIZACJI I

3

I L.

ELEKTRONÓW 4f W JONIE M

+3

DLA PIERWIASTKÓW OD La

DO Lu

WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE LANTANOWCÓW

+III

- reagują z wodą M + H

2

O

 M(OH)

3

+ H

2

zasadowość maleje od

Ce

do

Lu

- wodorotlenki pochłaniają CO

2

, tworząc węglany

- z tlenem tworzą M

2

O

3

(oprócz

Ce

i

Yb

– CeO

2

), tlenki są jonowe, zasadowość

maleje od

Ce

-reagują z wodorem, tworząc niestechiometryczne związki, bardzo trwałe

termicznie, reagują z wodą i tlenem

-bezwodne halogenki – w reakcji metalu z fluorowcem lub tlenku z halogenkiem

amonu (fluorki są nierozpuszczalne, a pozostałe rozpływają się w wilgotnym
powietrzu)
M

2

O

3

+ 6NH

4

Cl

 2MCl

3

+ 6NH

3

+ 3H

2

O

W wyniku ogrzewania tworzą tlenohalogenki (oprócz Ce który tworzy CeO

2

)

MCl

3

x

6H

2

O

 MOCl + 5H

2

O + 2HCl

WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE LANTANOWCÓW

+IV

związki

ceru

jako czynniki utleniające w analizie oraz syntezie organicznej

(utlenianie alkoholi, aldehydów, i ketonów), CeO

2

, CeF

4

, Ce(SO

4

)

2

,

(NH

4

)

2

[Ce(NO

3

)

6

]

związki Pr, Nd, Tb i Dy – głównie fluorki i tlenki, nietrwałe, występują w stanie
stałym

+II

głównie związki

europu

, duże podobieństwo do związków Ca

+2

:

EuSO

4

wytrąca się w trakcie elektrolizy Eu

2

(SO

4

)

3

;

EuCl

2

, redukując wodorem EuCl

3

BARWA TRÓJWARTOŚCIOWYCH JONÓW Ln

+3

l. elektronów

4f

barwa

l. elektronów

4f

barwa

La

+3

Ce

+3

Pr

+3

Nd

+3

Pm

+3

Sm

+3

Eu

+3

Gd

+3

0
1
2
3
4
5
6
7

bezbarwny
bezbarwny
zielony
liliowy
różowy
żółty
bladoróżowy
bezbarwny

Lu

+3

Yb

+3

Tm

+3

Er

+3

Ho

+3

Dy

+3

Tb

+3

Gd

+3

14
13
12
11
10

9
8
7

bezbarwny
bezbarwny
bladozielony
różowy
bladożółty
żółty
bladoróżowy
bezbarwny

WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE

La

+3

,

Ce

+4

i

Lu

+3

są diamagnetyczne bo f

0

i f

14

, pozostałe są paramagnetyczne

momenty magnetyczne jonów lantanowców M

+3

w temp. 300K

linia przerywana – wartości tylko spinowe
linia ciągła – wartości obliczone z uwzględnieniem spinu i ruchu orbitalnego

ZASTOSOWANIE LANTANOWCÓW

• Produkcja światowa ok. 20 tys ton/rok

- katalizatory 70%

- stałe magnesy 12%

- polerowanie szkła 7%

- metalurgia 7%

- fosforescencja 3%

- inne 1%

LANTAN

Miękki, kowalny, srebrzysto-biały metal, łatwo utleniany przez powietrze,
jest najbardziej zasadowy (La

3+

) spośród wszystkich lantanowców

W temp. 150

o

C spala się w powietrzu, a w wilgotnym powietrzu tworzy już w temp.

pokojowej uwodnione tlenki

4La + 3O

2

→ 2La

2

O

3

Reaguje z wodą zimną (powoli) i gorącą (szybko)

2La + 6H

2

O → 2La(OH)

3

+ 3H

2

Reaguje z wszystkimi fluorowcami – w temp. 200

o

C reakcja zachodzi gwałtownie

2La + 3X

2

→ 2LaX

3

X = F, Cl, Br, I

Wszystkie związki lantanu (III) są bezbarwne [Xe]4f

o

lantan

OTRZYMYWANIE LANTANU Z MONACYTU

ZASTOSOWANIE LANTANU

• Materiał anodowy w bateriach wodorkowych (niklowo-metalicznych)

La(Ni

3,6

Mn

0,4

Al

0,3

Co

0,7

). Większość samochodów hybrydowych używa takich baterii.

Toyota Prius do jednego samochodu zużywa 10-15 kg La

• Stopy do magazynowania wodoru. Absorbują 400 razy więcej wodoru niż ich

objętość

• Stopy mieszane z innymi metalami jako stopy piroforyczne (zapalniczki)

• Tlenki i borek lantanu stosowany w produkcji diod (elektronika)

• LaF

3

– składnik wysoce fluorowanych szkieł – przy produkcji włókien optycznych

(b. duża przepuszczalność podczerwieni)

• LaBr

3

i LaCl

3

jako dodatki do ceru – nieorganiczne scyntylatory

• La

2

O

3

– poprawia odporność szkieł na alkalia
– stosowany do produkcji specjalnych szkieł (soczewki kamer i teleskopów)

• Katalizatory procesów krakingu ropy naftowej

• Lantan i jego związki stosowane do usuwania fosforanów (metalurgia, medycyna,

oczyszczanie wód)

CER

Miękki, ciągliwy i kowalny srebrzysty metal

W powietrzu powoli matowieje, a w 150

o

C łatwo się spala

Ce + O

2

→ CeO

2

Reaguje z wodą (zimną i gorącą), tworząc wodorotlenki

2Ce + 6H

2

O → 2Ce(OH)

3

+ 3H

2

Sole ceru (III) są bezbarwne (białe), a ceru (IV) – żółte

Związki ceru (III) są silnie zasadowe, a Ce (IV) - słabo

siarczan ceru (IV)

cer

ZASTOSOWANIE CERU

• Tlenek ceru Ce

2

O

3

– katalityczny konwerter gazów wylotowych (redukcja emisji CO)

– dodawany bezpośrednio do paliw (do silników Diesla);
katalizator do samooczyszczających się piecyków (piekarników)

• Tlenek ceru CeO

2

– najbardziej efektywny czynnik do precyzyjnego polerowania

elementów optycznych. Do kolorowania szkła – w połączeniu z TiO

2

daje żółto-złote

zabarwienie. Ma bardzo wysoki współczynnik załamania światła dlatego emalie są
bardziej opalizujące

• Składnik lamp fluorescencyjnych i ekranów TV

• Składnik piroforycznych stopów, a także innych stopów, m.in. z Fe, Mg, Zr

katalityczny konwerter gazów

PRAZEODYM

Miękki, kowalny i ciągliwy srebrzysty metal

W powietrzu spala się, tworząc mieszane tlenki Pr (III i IV)

12Pr + 11O

2

→ 2Pr

6

O

11

Z wodą tworzy wodorotlenek

2Pr + 6H

2

O → 2Pr(OH)

3

+ 3H

2

Związki Pr (IV) są silnymi utleniaczami (utleniają wodę do O

2

)

Związki Pr (III) są żółto-zielone

prazeodym

Pr

2

(SO

4

)

3

PrCl

3

ZASTOSOWANIE PRAZEODYMU

• Składnik stopowy z magnezem – bardzo wytrzymałe elementy do silników lotniczych

• Składnik stopu z innymi lantanowcami do produkcji lamp do projektorów

i lamp z łukiem węglowym

• Związki prazeodymu zabarwiają szkło i emalie na żółty kolor

• Do barwienia cyrkonii

• Stop z niklem (PrNi

5

) wykazuje silny efekt magnetokaloryczny

(dzięki temu można uzyskać temperatury zbliżone do zera absolutnego)

• Dodatek do włókien optycznych

• Tlenek prazeodymu w mieszaninie z CeO

2

jest katalizatorem utleniania

barwienie cyrkonii

szkło zabarwione prazeodymem

NEODYM

Jasnosrebrzysty metal o lustrzanym połysku.

Jeden z najbardziej reaktywnych lantanowców, szybko ulega utlenieniu

4Nd + 3O

2

→ 2Nd

2

O

3

Z wodą reaguje, tworząc wodorotlenek

2Nd + 6H

2

O → 2Nd(OH)

3

+ 3H

2

Związki Nd(III) są liliowe

Kolor niektórych związków neodymu zależy od rodzaju światła

neodym

związki neodymu

oświetlone światłem dziennym

związki neodymu

oświetlone lampą fluorescencyjną

Nd

2

(SO

4

)

3

ZASTOSOWANIE NEODYMU

• Neodym posiada niezwykle dużą pojemność cieplną w temperaturze ciekłego helu

dlatego stosowany jest jako chłodziwo (czynnik chłodzący w urządzeniach
kriogenicznych)

• Ze względu na podobieństwo do Ca2

+

jest czynnikiem przyspieszającym wzrost roślin

(w Chinach wykorzystywany jako nawóz)

• Datowanie Sm-Nd – użyteczne do określenia wieku skał i meteorytów

• Magnes neodymowy – najsilniejszy trwały magnez, znacznie tańszy, lżejszy i silniejszy

niż magnes Sm-Co, ale w wyższej temperaturze traci własności i ulega rdzewieniu;
stosowany do produkcji mikrofonów, słuchawek, wzmacniaczy gitarowych i twardych
dysków. Stosowany także w silnikach elektrycznych (auta hybrydowe – ok. 1 kg Nd),
turbiny wiatrowe

• Przy produkcji laserów – szkła neodymowe

• Szkła neodymowe do specjalnych zastosowań – przyciemnianie szyb samochodowych,

zmiana barwy pod wpływem światła

szkła neodymowe

magnes neodymowy

dodatki Nd do materiałów

przepuszczalnych w laserach

PROMET

Pierwiastek radioaktywny, niestabilny. Jeden z dwóch pierwiastków (Tc),
który znajduje się w grupach stabilnych pierwiastków, a sam nie jest trwały.

Najbardziej stabilny jest izotop

145

Pm (t

1/2

= 17,7 lat), ale znaczenie przemysłowe

ma

147

Pm (bombardowanie

235

U neutronami)

* Chlorki i tlenki

147

Pm nie emitują promieniowania γ, a ich radioaktywność jest

niewielka dlatego stosowane są jako sygnalizatory świetlne (luminofory)

* Stosowany do pomiaru grubości materiałów

PmCl

3

luminofor

SAMAR

Piąty pod względem rozpowszechnienia lantanowiec

Trzeci (po iterbie i europie) najbardziej lotny lantanowiec

Twardość i gęstość zbliżona do cynku

Srebrzysty metal o lustrzanym połysku

Ulega powolnemu utlenianiu. Nawet przechowywany w olejach mineralnych stopniowo
się utlenia dlatego przechowuje się go w argonie

Tworzy Sm

2

O

3

oraz SmO

Tworzy także wszystkie halogenki SmX

3

, które w nadmiarze fluorowca przekształcają

się w SmX

2

Tlenki samaru zmieszane z borem i węglem po zapieczeniu tworzą borki i węgliki

samar

ZASTOSOWANIE SAMARU

• Magnes samarowo-kobaltowy SmCo

5

lub Sm

2

Co

17

drugi po magnesie neodymowym.

Ale znacznie większa odporność na demagnetyzację. Stabilny nawet powyżej 700

o

C

• Katalizator i reagent chemiczny. Katalizuje rozkład plastików, dechlorowanie

zanieczyszczeń oraz dehydratację i dehydrogenację etanolu.
Sm(CF

3

SO

3

)

3

– kw. Lewisa dla reakcji Friedla-Craftsa.

SmI

3

– czynnik redukujący i sprzęgający w syntezie organicznej

• Jako dodatek do ceramiki i szkieł, zwiększający absorpcję światła podczerwonego

• Przy produkcji laserów

• Datowanie Sm-Nd, określenie wieku skał i meteorytów

EUROP

Kowalny metal, o twardości zbliżonej do ołowiu

Posiada najmniejszą gęstość wśród lantanowców, a także posiada jedną z najniższych
temp. topnienia (826

o

C)

Najbardziej reaktywny lantanowiec. Gwałtownie utlenia się w powietrzu (pokrywa się
warstwą żółtego węglanu EuCO

3

)

Reaktywność Eu porównywalna jest z reaktywnością Ca

Europ łatwo tworzy połączenia Eu(II) – konfiguracja 4f

7

Niektóre związki europu wykazują właściwości fluorescencyjne

utleniony europ

Eu

2

(SO

4

)

3

Eu

2

(SO

4

)

3

w ultrafiolecie

europ

ZASTOSOWANIE EUROPU

• Wykazuje właściwości fosforescencyjne zarówno na +2, jak i +3 stopniu utlenienia

dlatego jest dodatkiem do szkieł i laserów oraz innych urządzeń optoelektronowych

• Eu

2

O

3

jest szeroko stosowany w produkcji ekranów TV oraz lamp

fluorescencyjnych - odpowiedzialny za czerwoną barwę. Ekran TV zawiera 0,5 – 1
g Eu

• Stosowany do znakowania biomolekuł

• Znakowanie banknotów (Euro)

• Rtęciowe lampy próżniowe

rozkład barw w ekranie TV

GADOLIN

Srebrzysto-biały, kowalny i ciągliwy metal

Wykazuje niezwykłe właściwości metalurgiczne (dodatek 1% do Fe, Cr lub innych
stopów znacząco poprawia łatwość ich obróbki oraz odporność na wysokie
temperatury)

Wykazuje wysoką absorpcję neutronów

Gadolin reaguje w temp. pokojowej z N

2

, C, S, P, B, Se, Si, tworząc połączenia Gd(III)

Jest relatywnie stabilny w suchym powietrzu, a w wyższej temp. utlenia się

4Gd + 3O

2

→ 2Gd

2

O

3

Jest silnym czynnikiem redukującym (redukuje większość tlenków metali)

W większości związków gadolin jest na +3 stopniu utlenienia

gadolin

ZASTOSOWANIE GADOLINU

•

157

Gd jest stosowany w neutronowej terapii antynowotworowej

• Stosowany jako materiał ochronny w reaktorach jądrowych

• W metalurgii

• W obrazowaniu magnetycznym rezonansem (medycyna) ze względu na właściwości

paramagnetyczne

• Stosowany do produkcji płyt kompaktowych oraz pamięci komputerowych, a także

imitacji diamentów (Gd

3

Ga

5

O

12

)

TERB

Srebrzysto-biały, kowalny i ciągliwy metal. Bardzo miękki (daje się kroić nożem)

Relatywnie stabilny w powietrzu, ale po ogrzaniu spala się, tworząc tlenek mieszany

8Tb + 7O

2

→ 2Tb

4

O

7

Większość związków na +3 stopniu utlenienia, a część na +2

Związki terbu wykazują fluorescencję

terb

Tb

2

(SO

4

)

3

Tb

2

(SO

4

)

3

w ultrafiolecie

ZASTOSOWANIE TERBU

• Jako domieszka do CaF

2

, CaW, SrMoO

4

– materiały, stosowane w urządzeniach

półprzewodnikowych, a także jako stabilizator kryształów w ogniwach paliwowych,
pracujących w podwyższonej temperaturze (razem z ZrO

2

)

• W stopach do produkcji urządzeń elektronicznych (sensory, sonary, urządzenia

magnetomechaniczne)

• Tlenek terbu stosowany w lampach fluorescencyjnych i kineskopowych TV – zielone

fosforyzowanie

• Właściwości fluorescencyjne wykorzystywane są w biochemii do znakowania wapnia

DYSPROZ

Jasnosrebrzysty, miękki, połyskliwy metal

Dysproz i holm wykazują najsilniejsze pole magnetyczne z wszystkich pierwiastków, w
szczególności w niskiej temperaturze

W powietrzu spala się, tworząc tlenek

4Dy + 3O

2

→ 2Dy

2

O

3

Tlenek jest białym proszkiem, o silnych właściwościach magnetycznych

Większość związków zawiera Dy na +3 stopniu utlenienia

Oprócz węglanu i szczawianu dysprozu pozostałe sole są rozpuszczalne w wodzie

Dy

2

O

3

dysproz

ZASTOSOWANIE DYSPROZU

• W połączeniu z wanadem do produkcji laserów

• Pręty kontrolujące w reaktorach jądrowych – wysoka absorpcja neutronów

• Związki Dy-Cd są źródłem promieniowania podczerwonego

• Produkcja twardych dysków ze względu na podatność magnetyczną

• W autach hybrydowych 6% neodymu zastępowane jest dysprozem – poprawia

antykorozyjność

• W dozymetrii do oznaczania poziomu radioaktywności

• Nanowłókna ze związków dysprozu mają dużą wytrzymałość i olbrzymią

powierzchnię właściwą dlatego mogą być stosowane do wzmocnienia innych
materiałów

HOLM

Dość miękki, kowalny, jasnosrebrzysty metal, stabilny w suchym powietrzu w temp.
pokojowej

W podwyższonej temperaturze lub pod wpływem wilgoci szybko się utlenia

4Ho + 3O

2

→ 2Ho

2

O

3

Tlenek holmu zmienia kolor w zależności od typu oświetlenia

Holm ma najwyższą wartość momentu magnetycznego z wszystkich pierwiastków

Jest paramagnetyczny w temperaturze pokojowej, ale ferromagnetyczny w
temperaturze poniżej 19K

Ho

2

O

3

w świetle dziennym

i lampy fluorescencyjnej

holm

ZASTOSOWANIE HOLMU

• Stosowany do wytwarzania najsilniejszych pól magnetycznych

• W kontrolnych prętach do reaktorów jądrowych

• W urządzeniach mikrofalowych i laserowych, stosowanych w medycynie i dentystyce

(bezpieczny dla oczu)

• Czynnik barwiący do cyrkonii i szkieł – wytwarza zabarwienie żółte lub czerwone

ERB

Srebrzystobiały metal kowalny, miękki i dość stabilny w normalnych warunkach

W podwyższonej temp. utlenia się

4Er + 3O

2

→ 2Er

2

O

3

Związki maja zabarwienie różowe

Erb jest ferromagnetyczny poniżej 19K, antyferromagnetyczny pomiędzy 19-80K
oraz paramagnetyczny powyżej 80K

ErCl

3

erb

ZASTOSOWANIE ERBU

• W produkcji filtrów fotograficznych

• Jako dodatki metalurgiczne

• Pręty kontrolne w technice jądrowej – absorpcja neutronów

• Stop z wanadem – poprawia obróbkę i zmniejsza twardość

• Czynnik koloryzujący do szkieł, emalii, cyrkonii – okulary przeciwsłoneczne,

tanie wyroby jubilerskie (różowe zabarwienie)

• Różnorodne zastosowania medyczne i dentystyczne – lasery chirurgiczne,

usuwanie kamienia nazębnego, itp.

szkło kolorowane erbem

TUL

Jest to drugi, po promecie – lantanowiec o najmniejszym rozpowszechnieniu

Błyszczący, srebrzysty metal, stabilny w suchym powietrzu, wrażliwy na wilgoć

4Tm + 3O

2

→ 2Tm

2

O

3

Jest ferromagnetyczny poniżej 32K, antyferromagnetyczny pomiędzy 32 – 56K,
paramagnetyczny powyżej 56K

Ciekły tul jest bardzo lotny

Tul występuje w związkach na +2, +3 i +4 stopniu utlenienia, ale +3 jest najbardziej
powszechny

tul

ZASTOSOWANIE TULU

• Lasery – Ho : Cr : Tm – wysokowydajny laser, szeroko stosowany w technice

wojskowej, medycynie i meteorologii

• Źródło promieniowania X – tul jest bombardowany w reaktorach jądrowych

i tak wytworzony materiał jest użyteczny ok. 1 rok

• W produkcji wysokotemperaturowych nadprzewodników

• W ceramicznych materiałach magnetycznych (kuchenki mikrofalowe)

ITERB

Miękki, kowalny i ciągliwy, jasnosrebrzysty metal

Wolno reaguje z zimna wodą i powoli utlenia się w powietrzu

2Yb + 6H

2

O → 2Yb(OH)

3

Jest paramagnetyczny w temp. powyżej 1K

Topi się w 824

o

C, a wrze w 1 196

o

C dlatego ma najwęższy zakres stanu ciekłego z

wszystkich metali

Ponadto ma znacznie niższą gęstość (6,97 g/cm

3

) niż sąsiadujące z nim pierwiastki

Tm (9,32 g/cm

3

) i Lu (9,84 g/cm

3

) – wypełniona powłoka 4f

14

6s

2

Dzięki temu wykazuje tendencję do tworzenia także związków na +2 stopniu utlenienia

iterb

ZASTOSOWANIE ITERBU

• Źródło promieniowania X

• Domieszki do stali nierdzewnej oraz do niektórych stopów wykorzystywanych

w dentystyce

• Stosowany w detektorach i do monitorowania deformacji gruntów w czasie

trzęsienia ziemi i eksplozji – iterb zwiększa opór elektryczny pod wpływem
wysokich sił (ciśnienia)

• Zegary optyczne na bazie iterbu są bardziej precyzyjne niż zegary atomowe

na bazie cezu

LUTET

Srebrzystobiały metal, w suchym powietrzu odporny na korozję

Najmniejszy spośród wszystkich lantanowców, ale o najwyższej gęstości, twardości
i temp. topnienia

W związkach zawsze na +3 stopniu utlenienia

Związki są bezbarwne

Tlenki, wodorotlenki, fluorki, węglany, fosforany są nierozpuszczalne w wodzie

lutet

ZASTOSOWANIE LUTETU

Ze względu na niewielkie rozpowszechnienie i wysoka cenę lutet nie ma
szerokiego zastosowania

•Katalizatory

– kraking ropy naftowej
– uwodornienie
– polimeryzacja

•Soczewki o wysokim współczynniku załamania

•Produkcja elementów pamięci komputerowej i urządzeń elektronicznych

•

176

Lu – β emiter

•Tantalan lutetu, LnTaO

4

– jedyny znany stabilny materiał (biały) o b. wysokiej

gęstości 9,81 g/cm

3

Tylko tlenek toru wykazuje wyższą gęstość (10 g/cm

3

), ale jest radioaktywny