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== We come from the future and we are siberian hackers that have hacked into wikipedia and wrote this message == |
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{{Infobox Élément/Lutécium}} |
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Le '''lutécium''' (ou '''lutétium''') est un [[élément chimique]] de symbole '''Lu''' et de [[numéro atomique]] {{nobr|71}}. C'est le dernier élément de la [[Famille d'éléments chimiques|famille]] des [[lanthanide]]s et il est compté parmi les [[Terre rare|terres rares]]. |
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Le lutécium est un métal gris argenté, mou et [[ductilité|ductile]]. Ses applications sont limitées en raison de sa rareté et de son prix élevé. La production de cet élément demande en effet de le séparer des autres terres rares avec lesquelles il est toujours présent. |
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== Étymologie et appellations == |
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Lutécium est un dérivé savant de [[Lutèce]] (en [[latin]] ''{{Langue|la|Lutetia}}''), donné par son découvreur en l'honneur de la ville de [[Paris]]. En 1949, l'[[Union internationale de chimie pure et appliquée|IUPAC]] a changé la graphie du nouvel élément en ''lutetium''<ref name="HBCP96"/>. En français, la variante orthographique '''lutétium''' est acceptée, même si lutécium semble plus courant<ref>{{CNRTL|Lutécium}}</ref>. |
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En raison du débat relatif à sa découverte, l'élément à longtemps été nommé '''cassiopeium''' (symbole '''Cp''') dans les pays de langue allemande. Cette pratique est désormais désuète. |
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== Découverte == |
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{{Découvertes des terres rares}} |
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[[Fichier:Lutetium_sublimed_dendritic_and_1cm3_cube.jpg|gauche|vignette|Lutécium sublimé [[dendrite (solidification)|dendritiques]] et cube de {{unité/2|1|cm|3}}]] |
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Le lutécium a été découvert presque simultanément et indépendamment par trois chimistes en 1907. C'est l'avant-dernier des [[lanthanides]] à avoir été décrit, car seul le [[prométhium]], radioactif et instable, était encore inconnu. Le Français [[Georges Urbain]], l'Autrichien [[Carl Auer von Welsbach]] et l'Américain {{Lien|lang=en|fr=Charles James (chimiste)|trad=Charles James (chemist)|texte=Charles James}} étudiaient tous trois l'[[ytterbine]] découverte en 1878 par [[Jean Charles Galissard de Marignac]] et supposée composée d'oxyde d'[[ytterbium]] pur. |
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Le 4 novembre 1907, Urbain présente à l'[[Académie des sciences (France)|Académie des Sciences]] de Paris que ses recherches montrent que l'''ytterbine'' de Marignac est en réalité constituée de deux éléments distincts. Il propose de les nommer ''néo-ytterbium'', « afin d'éviter les confusions avec l'ancien élément de Marignac », et ''lutécium'', « dérivé de l'ancien nom de Paris »<ref name="urbain1907">{{Chapitre|prénom1=Georges|nom1=Urbain|titre chapitre=Un nouvel élément, le lutécium, résultant du dédoublement de l'ytterbium de Marignac|titre ouvrage=Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences|tome=144|année=1908|passage=759–762}}, {{Gallica|id=bpt6k3099v}}</ref>. Un peu plus tard, le 19 décembre 1907, von Welsbach annonce que ses travaux menés depuis 1905 de cristallisation fractionnée des sels d'ytterbium montrent des spectres prouvant l'existence de deux éléments distincts. Il recommande les noms ''cassiopeium'' (''Cp'', d'après la constellation [[Cassiopée (constellation)|Cassiopée]], correspondant au lutécium) et ''aldebaranium'' (''Ad'', d'après l'étoile [[Aldébaran]], en remplacement de l'ytterbium)<ref name="welsbach1908">{{Article|langue=de|nom1=von Welsbach|prénom1=Carl Auer|titre=Die Zerlegung des Ytterbiums in seine Elemente|périodique=Monatshefte für Chemie|volume=29|année=1908|pages=181–225}}</ref>{{,}}<ref>{{The Lost Elements|passage=234}}</ref>. Parallèlement, à l'[[Université du New Hampshire]], Charles James avait pu isoler des quantités importantes du compagnon de l'ytterbium durant l'été 1907. Apprenant l'annonce faite par Georges Urbain, il renonça à revendiquer la paternité du nouvel élément. Pourtant, parmi les trois scientifiques, il était probablement celui dont les recherches étaient les plus avancées<ref name="eote">{{Ouvrage|langue=en|nom1=Enghag|prénom1=Per|titre=Encyclopedia of the Elements|sous titre=Technical Data - History - Processing - Applications|éditeur=John Wiley & Sons|année=2008|pages=1309|url=https://books.google.fr/books?id=fUmTX8yKU4gC&hl}}</ref>. |
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Durant les années qui suivirent, Urbain et von Welsbach se disputèrent la paternité de la découverte dans un conflit exacerbé par les tensions politiques entre la [[France]] et l'[[Autriche-Hongrie]]. En 1909, la [[Commission Internationale des Poids atomiques]] donna finalement la préséance au lutécium de Georges Urbain (réorthographié ''lutetium'') , tout en conservant le nom ytterbium pour le second élément. Jusqu'aux années 1950, de nombreux chimistes de langue allemande continuèrent néanmoins à user du terme ''cassiopeium''<ref name="eote"/>. |
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== Caractéristiques == |
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=== Propriétés physiques === |
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[[Fichier:Hexagonal dichteste Kugelpackung-vector.svg|vignette|gauche|upright=0.9|[[Structure cristalline]] [[Système réticulaire hexagonal|hexagonal]] [[Empilement_compact|compact]] (hcp) du lutécium<br />a = 351,6 pm, c = 557,3 pm<ref>{{Article|langue=en|prénom1=Lin-gun|nom1=Liu|titre=Lutetium: High pressure polymorph and compression|périodique=Journal of Physics and Chemistry of Solids|volume=36|numéro=1|année=1975|pages=31-35|doi=10.1016/0022-3697(75)90127-4}}.</ref>.]] |
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Le phénomène de [[contraction des lanthanides]] fait du lutécium l'élément le plus petit de cette famille (rayon atomique de {{unité/2|175|pm}}), alors qu'il possède le [[numéro atomique]] le plus élevé. En conséquence, il montre également la [[densité]] ({{unité/2|9.84|g||cm|-3}}), le [[point de fusion]] ({{tmp|1663|°C}}) et le [[point d'ébullition]] ({{tmp|3402|°C}}) les plus élevés de tous les [[lanthanide]]s<ref name="HBCP96"/>. |
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Les propriétés physiques et structurelles du lutécium montrent de nombreuses similarités avec les [[métaux de transition]], en particulier avec le [[scandium]] et l'[[yttrium]]. En dépit de ces considérations, le [[lanthane]] a longtemps été placé sous l'[[yttrium]] dans les [[Tableau périodique des éléments|tableaux périodiques]] en tant que premier élément du [[bloc d]], alors que le lutécium était indiqué comme dernier élément du [[Éléments du bloc f|bloc f]]. Ceci est du en partie à des erreurs d'appréciation de la [[configuration électronique]] de ces éléments. Des études spectroscopiques plus récentes ont montré que les 71 [[électron]]s du lutécium sont arrangés selon la configuration <nowiki>[</nowiki>[[Xénon|Xe]]<nowiki>]</nowiki> 4f<sup>14</sup>5d<sup>1</sup>6s<sup>2</sup>. Lorsqu'il entre dans une réaction chimique, l'atome perd les trois électrons des [[Orbitale atomique|orbitales]] s et d, ce qui est inhabituel car les réactions de la plupart des autres [[lanthanide]]s impliquent les électrons de l'orbitale f. Il est donc à présent communément admis de commencer le bloc d avec le lutécium et non plus le [[lanthane]]<ref name="thyssenbinnemans">{{Chapitre|langue=en|titre ouvrage=Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths|volume 41|éditeur=Elsevier|année=2010|pages=560|titre chapitre=Accommodation of the Rare Earths in the Periodic Table|prénom1=Pieter|nom1=Thyssen|prénom2=Koen|nom2=Binnemans|volume=41|url=https://books.google.fr/books?id=8SstnPFSzb0C&dq}}</ref>. |
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=== Propriétés chimiques et composés === |
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Le lutécium réagit avec la plupart des [[non-métaux]], en particulier à des températures élevées. Il réagit lentement avec l'oxygène dans des conditions normales et plus rapidement en présence d'humidité, et brûle facilement à partir de {{tmp|150|°C}} pour former des [[oxyde]]s. Le métal se dissout facilement dans les [[Acide faible|acides faibles]] pour former des solutions incolores contenant des ions [[trivalent]]s. |
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Les composés de lutécium contiennent toujours l'élément à l'[[état d'oxydation]] +3. Les solutions aqueuses de la plupart des sels de lutécium sont incolores et forment des solides cristallins blancs après dessiccation, à l'exception notable de l'[[iodure]]. Les sels solubles, tels que le [[nitrate]], le [[sulfate]] ou l'[[acétate]] forment des [[hydrate]]s lors de la [[Cristallisation (chimie)|cristallisation]]. L'[[oxyde]], l'[[hydroxyde]], le [[fluorure]], le [[carbonate]], le [[phosphate]] et l'[[oxalate]] sont insolubles dans l'eau<ref name="Patnaik">{{Ouvrage|langue=en|titre=Handbook of Inorganic Chemicals|prénom1=Pradyot|nom1=Patnaik|éditeur=McGraw-Hill|année=2003|pages=1086|résumé=https://books.google.fr/books?id=Xqj-TTzkvTEC&pg}}</ref>. |
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== Isotopes == |
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{{article détaillé|Isotopes du lutécium}} |
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Le lutécium est présent sur terre sous forme de deux [[isotope]]s : <sup>175</sup>Lu et <sup>176</sup>Lu. Le premier est réputé stable et constitue 97,4 % de l'abondance naturelle de l'élément. Le second est un [[Nucléide primordial|radionucléide primordial]] dont la [[Période radioactive|demi-vie]] excède l'[[âge de l'univers]] : 3,78×10<sup>10</sup> ans. |
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32 [[radioisotope synthétique|radioisotopes synthétiques]] ont été caractérisés. |
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== Abondance naturelle et production == |
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[[Fichier:Monazite-169954.jpg|vignette|Monazite du Brésil.]] |
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Le lutécium est, avec le [[thulium]], le plus rare des lanthanides<ref group="Note">Si l'on fait abstraction du [[prométhium]] radioactif, qui n'existe naturellement que comme [[produit de désintégration]] temporaire.</ref>. Présent à hauteur de 0,5 [[Partie par million|ppm]] dans la [[croûte terrestre]], il est néanmoins bien plus courant que certains métaux comme l'[[argent]], le [[Mercure (chimie)|mercure]] ou le [[bismuth]]<ref name="Emsley">{{Ouvrage|langue=en|prénom=John|nom=Emsley|titre=Nature's building blocks|sous-titre=an A-Z guide to the elements|éditeur=Oxford University Press|année=2001|pages=240–242|isbn=0198503415}}</ref>. |
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On trouve le lutécium avec la plupart des autres [[Terre rare|terres rares]], mais jamais pur, et il est d'ailleurs difficile à séparer des autres éléments. Le principal [[minerai (roche)|minerai]] commercial du lutécium est la [[monazite]], de [[Formule chimique|formule]] grossière {{fchim|(Ce,La,Th)PO|4}}, qui contient 0,003 % de lutécium. Les [[Mine (gisement)|mines]] principales se trouvent en [[Chine|République populaire de Chine]], aux [[États-Unis]], au [[Brésil]], en [[Inde]], au [[Sri Lanka]] et en [[Australie]]. La production mondiale de lutécium est de l'ordre de {{unité|10|tonnes}}<ref name="Emsley"/>. Le lutécium pur n'a été isolé qu'au {{S|XX}} et reste très difficile à obtenir : c'est l'une des terres rares les plus chères. |
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== Utilisations == |
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Elles sont très limitées, notamment du fait de son prix par rapport à d'autres lanthanides. Le lutécium peut être utilisé comme [[catalyseur]] lors du [[craquage]], de l'[[hydrogénation]] et de la [[polymérisation]]. |
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L'isotope <sup>177</sup>Lu de période 6,7 jours est obtenu par activation neutronique de <sup>176</sup>Lu. C'est un émetteur de [[Radioactivité β|rayonnement β<sup>−</sup>]] utilisé en médecine nucléaire pour le traitement de certaines tumeurs neuro-endocrines. Il est produit à l'[[Institut Laue-Langevin]] pour une société privée<ref>[http://sante.lefigaro.fr/actualite/2016/02/04/24575-succes-dune-approche-innovante-contre-cancer-lintestin lefigaro.fr du 4 février 2016, Succès d'une approche innovante contre un cancer de l'intestin.]</ref>. |
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== Toxicité == |
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{{Section vide}} |
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== Notes et références == |
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=== Notes === |
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<references group="Note"/> |
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=== Références === |
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{{Références|colonnes=2}} |
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== Voir aussi == |
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{{Autres projets| wiktionary=lutécium}} |
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=== Liens externes === |
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* {{lien web|langue=en|url=http://www.periodictable.com/Elements/071/data.html|titre=Technical data for Lutecium|consulté le=11 août 2016}}, avec en sous-pages les données connues pour chaque isotope |
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{{Tableau périodique (navigation)}} |
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{{Séries chimiques}} |
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{{Portail|chimie}} |
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[[Catégorie:Élément chimique]] |
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[[Catégorie:Lanthanide]] |
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